Jeep Wrangler TJ. Manual - part 468

4.0L

The intake manifold air temperature (IAT) sensor

is installed into intake manifold plenum near throttle
body (Fig. 17).

(1) Disconnect electrical connector from IAT sen-

sor.

(2) Remove sensor from intake manifold.

INSTALLATION

2.4L

(1) Check condition of sensor o-ring.
(2) Clean sensor mounting hole in intake manifold.
(3) Position sensor into intake manifold and rotate

clockwise until past release tab.

(4) Install electrical connector.

4.0L

(1) Install

IAT

sensor

into

intake

manifold.

Tighten sensor to 28 N·m (20 ft. lbs.) torque.

(2) Connect electrical connector to sensor.

MAP SENSOR

DESCRIPTION

2.4L

The Manifold Absolute Pressure (MAP) sensor is

mounted into the rear of the intake manifold with 1
screw.

4.0L Early

The Manifold Absolute Pressure (MAP) sensor is

attached to the side of the engine throttle body with
2 screws. The sensor is connected to the throttle body
with a rubber L-shaped fitting.

4.0L Late

The Manifold Absolute Pressure (MAP) sensor is

attached to the side of the engine throttle body with
1 screw. The sensor is connected to the throttle body
with a rubber L-shaped fitting.

OPERATION

The MAP sensor is used as an input to the Power-

train Control Module (PCM). It contains a silicon
based sensing unit to provide data on the manifold
vacuum that draws the air/fuel mixture into the com-
bustion chamber. The PCM requires this information
to determine injector pulse width and spark advance.
When manifold absolute pressure (MAP) equals
Barometric pressure, the pulse width will be at max-
imum.

A 5 volt reference is supplied from the PCM and

returns a voltage signal to the PCM that reflects
manifold pressure. The zero pressure reading is 0.5V

Fig. 16 IAT SENSOR TAB / O-RING - 2.4L

1 - IAT SENSOR
2 - SENSOR O-RING
3 - RELEASE TAB

Fig. 17 IAT SENSOR - 4.0L

1 - MOUNTING BOLTS (4)
2 - THROTTLE BODY
3 - IAC MOTOR
4 - ELEC. CONN.
5 - TPS
6 - MAP SENSOR
7 - ELEC. CONN.
8 - IAT SENSOR
9 - ELEC. CONN.

TJ

FUEL INJECTION

14 - 31

INTAKE AIR TEMPERATURE SENSOR (Continued)

and full scale is 4.5V. For a pressure swing of 0–15
psi, the voltage changes 4.0V. To operate the sensor,
it is supplied a regulated 4.8 to 5.1 volts. Ground is
provided through the low-noise, sensor return circuit
at the PCM.

The MAP sensor input is the number one contrib-

utor to fuel injector pulse width. The most important
function of the MAP sensor is to determine baromet-
ric pressure. The PCM needs to know if the vehicle is
at sea level or at a higher altitude, because the air
density changes with altitude. It will also help to cor-
rect for varying barometric pressure. Barometric
pressure and altitude have a direct inverse correla-
tion; as altitude goes up, barometric goes down. At
key-on, the PCM powers up and looks at MAP volt-
age, and based upon the voltage it sees, it knows the
current barometric pressure (relative to altitude).
Once the engine starts, the PCM looks at the voltage
again, continuously every 12 milliseconds, and com-
pares the current voltage to what it was at key-on.
The difference between current voltage and what it
was at key-on, is manifold vacuum.

During key-on (engine not running) the sensor

reads (updates) barometric pressure. A normal range
can be obtained by monitoring a known good sensor.

As the altitude increases, the air becomes thinner

(less oxygen). If a vehicle is started and driven to a
very different altitude than where it was at key-on,
the barometric pressure needs to be updated. Any
time the PCM sees Wide Open Throttle (WOT), based
upon Throttle Position Sensor (TPS) angle and RPM,
it will update barometric pressure in the MAP mem-
ory cell. With periodic updates, the PCM can make
its calculations more effectively.

The PCM uses the MAP sensor input to aid in cal-

culating the following:

• Manifold pressure

• Barometric pressure

• Engine load

• Injector pulse-width

• Spark-advance programs

• Shift-point strategies (certain automatic trans-

missions only)

• Idle speed

• Decel fuel shutoff
The MAP sensor signal is provided from a single

piezoresistive element located in the center of a dia-
phragm. The element and diaphragm are both made
of silicone. As manifold pressure changes, the dia-
phragm moves causing the element to deflect, which
stresses the silicone. When silicone is exposed to
stress, its resistance changes. As manifold vacuum
increases, the MAP sensor input voltage decreases
proportionally. The sensor also contains electronics
that condition the signal and provide temperature
compensation.

The PCM recognizes a decrease in manifold pres-

sure by monitoring a decrease in voltage from the
reading stored in the barometric pressure memory
cell. The MAP sensor is a linear sensor; meaning as
pressure changes, voltage changes proportionately.
The range of voltage output from the sensor is usu-
ally between 4.6 volts at sea level to as low as 0.3
volts at 26 in. of Hg. Barometric pressure is the pres-
sure exerted by the atmosphere upon an object. At
sea level on a standard day, no storm, barometric
pressure is approximately 29.92 in Hg. For every 100
feet of altitude, barometric pressure drops 0.10 in.
Hg. If a storm goes through, it can change baromet-
ric pressure from what should be present for that
altitude. You should know what the average pressure
and corresponding barometric pressure is for your
area.

REMOVAL

2.4L

The Manifold Absolute Pressure (MAP) sensor is

mounted into the rear of the intake manifold (Fig.
18). An o-ring is used to seal the sensor to the intake
manifold (Fig. 19).

(1) Disconnect electrical connector at sensor.
(2) Clean area around MAP sensor.
(3) Remove sensor mounting screw (TORX head).
(4) Remove MAP sensor from intake manifold.
(5) Check condition of sensor o-ring (Fig. 19).

Fig. 18 MAP SENSOR LOCATION - 2.4L

1 - REAR OF INTAKE MANIFOLD
2 - MAP SENSOR
3 - ALIGNMENT PIN
4 - MOUNTING BOLT (TORX)
5 - ELECTRICAL CONNECTOR
6 - MAIN ENGINE HARNESS CONNECTORS

14 - 32

FUEL INJECTION

TJ

MAP SENSOR (Continued)

4.0L Early

An L-shaped rubber fitting is used to connect the

MAP sensor to throttle body (Fig. 20).

(1) Remove air cleaner intake tube at throttle

body.

(2) Remove

two

MAP

sensor

mounting

bolts

(screws) (Fig. 20).

(3) While removing MAP sensor, slide the rubber

L-shaped fitting (Fig. 20) from throttle body.

(4) Remove rubber L-shaped fitting from MAP sen-

sor.

4.0L Late

An L-shaped rubber fitting is used to connect the

MAP sensor to throttle body (Fig. 21).

(1) Remove air cleaner intake tube at throttle

body.

(2) Remove MAP sensor mounting bolt (screw)

(Fig. 21).

(3) While removing MAP sensor, slide the rubber

L-shaped fitting (Fig. 21) from throttle body.

(4) Remove rubber L-shaped fitting from MAP sen-

sor.

INSTALLATION

2.4L

(1) Clean MAP sensor mounting hole at intake

manifold.

(2) Check MAP sensor o-ring seal for cuts or tears.

(3) Position sensor into manifold.
(4) Install MAP sensor mounting screws. Tighten

screw to 3 N·m (25 in. lbs.) torque.

(5) Connect electrical connector.

4.0L

(1) Install rubber L-shaped fitting to MAP sensor.

Fig. 19 MAP SENSOR O-RING - 2.4L

1 - MAP SENSOR
2 - O-RING

Fig. 20 4.0L MAP SENSOR MOUNTING - EARLY

1 - THROTTLE BODY
2 - MAP SENSOR
3 - RUBBER FITTING
4 - MOUNTING SCREWS (2)

Fig. 21 4.0L MAP SENSOR MOUNTING - LATE

1 - MAP SENSOR
2 - RUBBER FITTING
3 - THROTTLE BODY
4 - MOUNTING SCREW (1)

TJ

FUEL INJECTION

14 - 33

MAP SENSOR (Continued)

(2) Position sensor to throttle body while guiding

rubber fitting over throttle body vacuum nipple.

(3) Install MAP sensor mounting bolt(s) (screws).

Tighten screw(s) to 3 N·m (25 in. lbs.) torque.

(4) Install air cleaner intake tube.
(5) Connect electrical connector.

O2 HEATER RELAY

DESCRIPTION

The oxygen (O2) sensor heater relay is located in

the Powertrain Distribution Center (PDC).

OPERATION

Refer to Oxygen Sensor for oxygen sensor relay

information.

REMOVAL

The oxygen sensor heater relay is located in the

Power Distribution Center (PDC). Refer to label on
PDC cover for relay location.

(1) Remove PDC cover.
(2) Remove relay from PDC.
(3) Check condition of relay terminals and PDC

connector terminals for damage or corrosion. Repair
if necessary before installing relay.

(4) Check for pin height (pin height should be the

same for all terminals within the PDC connector).
Repair if necessary before installing relay.

INSTALLATION

The oxygen sensor heater relay is located in the

Power Distribution Center (PDC). Refer to label on
PDC cover for relay location.

(1) Install relay to PDC.
(2) Install cover to PDC.

O2 SENSOR

DESCRIPTION

The Oxygen Sensors (O2S) are attached to, and

protrude into the vehicle exhaust system. Depending
on the engine or emission package, the vehicle may
use a total of either 2 or 4 sensors.

OPERATION

An O2 sensor is a galvanic battery that provides

the PCM with a voltage signal (0-1 volt) inversely
proportional to the amount of oxygen in the exhaust.
In other words, if the oxygen content is low, the volt-
age output is high; if the oxygen content is high the
output voltage is low. The PCM uses this information
to

adjust

injector

pulse-width

to

achieve

the

14.7–to–1 air/fuel ratio necessary for proper engine
operation and to control emissions.

The O2 sensor must have a source of oxygen from

outside of the exhaust stream for comparison. Cur-
rent O2 sensors receive their fresh oxygen (outside
air) supply through the O2 sensor case housing.

Four wires (circuits) are used on each O2 sensor: a

12–volt feed circuit for the sensor heating element; a
ground circuit for the heater element; a low-noise
sensor return circuit to the PCM, and an input cir-
cuit from the sensor back to the PCM to detect sen-
sor operation.

Oxygen Sensor Heater Relay: If the vehicle is

equipped with 4 oxygen sensors, a separate oxygen
sensor relay is used to supply voltage to the sensor
heating elements. This particular relay is used only
for the 1/2 and 2/2 downstream sensors. Voltage for
the other 2 sensor heating elements is supplied
directly from the ASD relay. Refer to 8, Wiring Dia-
grams to determine which relay is used.

To avoid the large simultaneous current surge

needed to operate all 4 sensors, power is delayed to
the 2 downstream heater elements by the PCM for
approximately 2 seconds.

Oxygen Sensor Heater Elements:
The O2 sensor uses a Positive Thermal Co-efficient

(PTC) heater element. As temperature increases,
resistance

increases.

At

ambient

temperatures

around 70°F, the resistance of the heating element is
approximately 4.5 ohms. As the sensor’s temperature
increases, resistance in the heater element increases.
This allows the heater to maintain the optimum
operating temperature of approximately 930°-1100°F
(500°-600° C). Although the sensors operate the
same, there are physical differences, due to the envi-
ronment that they operate in, that keep them from
being interchangeable.

Maintaining correct sensor temperature at all

times allows the system to enter into closed loop
operation sooner. Also, it allows the system to remain
in closed loop operation during periods of extended
idle.

In Closed Loop operation, the PCM monitors cer-

tain O2 sensor input(s) along with other inputs, and
adjusts the injector pulse width accordingly. During
Open Loop operation, the PCM ignores the O2 sensor
input. The PCM adjusts injector pulse width based
on preprogrammed (fixed) values and inputs from
other sensors.

Upstream Sensor - Engine Equipped With 2

Sensors: The upstream sensor (1/1) provides an
input voltage to the PCM. The input tells the PCM
the oxygen content of the exhaust gas. The PCM uses
this information to fine tune fuel delivery to main-
tain the correct oxygen content at the downstream
oxygen sensor. The PCM will change the air/fuel

14 - 34

FUEL INJECTION

TJ

MAP SENSOR (Continued)