Defender (1999-2002). Manual - part 51

ENGINE MANAGEMENT SYSTEM

5

DESCRIPTION AND OPERATION

DESCRIPTION

General
An engine control module (ECM) controls the five cylinder direct injection diesel engine, and works on the drive by
wire principal. This means there is no throttle cable, the ECM controls the drivers needs via a signal from the
Throttle Position (TP) sensor on the throttle pedal.

The ECM is a full authoritative diesel specific microprocessor that also incorporates features for air conditioning. In
addition, the ECM supplies output control for the Exhaust Gas Recirculation (EGR) and turbocharger boost
pressure. The ECM has a self diagnostic function, which is able to provide backup strategies for most sensor
failures.

The ECM processes information from the following input sources:

•

Mass Air Flow (MAF) sensor.

•

Ambient Air Pressure (AAP) sensor.

•

Manifold Absolute Pressure (MAP) / Inlet Air Temperature (IAT) sensor.

•

Engine Coolant Temperature (ECT) sensor.

•

Crankshaft Speed and Position (CKP) sensor.

•

Throttle Position (TP) sensor.

•

Fuel Temperature (FT) sensor.

•

Air conditioning request.

•

Air conditioning fan request.

•

Brake pedal switch.

•

Clutch pedal switch.

The input from the sensors constantly updates the ECM with the current operating condition of the engine. Once
the ECM has compared current information with stored information within its memory, it can make any adjustment
it requires to the operation of the engine via the following:

•

Air conditioning clutch relay.

•

Air conditioning cooling fan relay.

•

Electronic vacuum regulator solenoid.

•

Fuel pump relay.

•

Glow plug warning lamp.

•

Glow plugs.

•

Fuel injectors.

•

Main relay.

•

Turbocharger wastegate modulator.

•

Temperature gauge.

The ECM interfaces with the following:

•

Serial communication link.

•

Instrument pack.

18

ENGINE MANAGEMENT SYSTEM

6

DESCRIPTION AND OPERATION

ENGINE CONTROL MODULE (ECM)

The ECM is made from aluminium alloy and is located under the RH front seat. The ECM has an interface of 72
pins via two connectors providing both input information and output control. The ECM receives information from
the sensors to inform it of the current state of the engine. The ECM then refers this information to stored values in
its memory and makes any changes to the operation of the engine necessary via the actuators. This is a rolling
process and is called adaptive strategy. By using this adaptive strategy the ECM is able to control the engine to
give optimum driveability throughout all operating conditions. There is no ECM self test, although the ECM saves
driveability data from the last journey. Power down of the ECM can take between 10 seconds and 10 minutes
dependent on coolant temperature.

ENGINE MANAGEMENT SYSTEM

7

DESCRIPTION AND OPERATION

SENSOR - MASS AIR FLOW (MAF)

The MAF sensor is located in the intake system between the air filter housing and the turbocharger. The ECM
uses the information generated by the MAF sensor to control exhaust gas recirculation (EGR).

The MAF sensor works on the hot film principal. The MAF sensor has 2 sensing elements contained within a film.
One element is controlled at ambient temperature e.g. 25

°

C (77

°

F) while the other is heated to 200

°

C (360

°

F)

above this temperature e.g. 225

°

C (437

°

F). As air passes through the MAF sensor the hot film will be cooled.

The current required to keep the constant 200

°

C (360

°

F) difference provides a precise although non-linear signal

of the air drawn into the engine. The MAF sensor sends a voltage of between 0 and 5 volts to the ECM,
proportional to the mass of the incoming air. This calculation allows the ECM to set the EGR ratio for varying
operating conditions.

Inputs / Outputs
The MAF sensor receives battery voltage (C0149-3) via the ECM on a brown/orange wire. Signal output on a
slate/light green wire from the MAF sensor (C0149-2) to the ECM (C0158-11) is a variable voltage proportional to
the air drawn into the engine. The MAF sensor is provided an earth (C0149-1) via the ECM (C0158-20) on a
pink/black wire.

The MAF sensor can fail or supply an incorrect signal if one or more of the following occurs:

•

Sensor open circuit.

•

Short circuit to vehicle supply.

•

Short circuit to vehicle earth.

•

Contaminated sensor element.

•

Damaged sensor element.

•

Damaged wiring harness.

•

MAF sensor supplies incorrect signal (due to air leak or air inlet restriction).

In the event of a MAF sensor signal failure any of the following symptoms my be observed:

•

During driving, engine speed may dip before recovering.

•

Difficult starting.

•

Engine stalls after starting.

•

Delayed throttle response.

•

EGR inoperative.

•

Reduced engine performance.

•

MAF signal out of parameters.

In the event of a MAF sensor failure, the ECM will use a fixed default value from its memory.

18

ENGINE MANAGEMENT SYSTEM

8

DESCRIPTION AND OPERATION

SENSOR - AMBIENT AIR PRESSURE AND
TEMPERATURE (AAP)

The AAP sensor is located in the top of the air filter housing. It provides a voltage signal relative to ambient air
pressure to the ECM. The AAP sensor works on the piezo crystal principal. Piezo crystals are pressure sensitive
and will oscillate in accordance to changes in air pressure. The AAP sensor produces a voltage between 0 and 5
volts proportional to the pressure level of the air in the air filter housing. A reading of 0 volts indicates low pressure
and a reading of 5 volts a high pressure. The ECM uses this signal for the following functions.

•

To maintain manifold boost pressure.

•

To reduce exhaust smoke emissions while driving at high altitudes.

•

Control of the EGR system.

Inputs / Outputs
The ECM (C0158-8) supplies the AAP sensor (C0188-3) with a 5 volt feed on a pink/purple wire. The output signal
from the AAP sensor (C0188-2) is sent to the ECM (C0158-10) on a white/yellow wire. The AAP sensor is earthed
(C0188-1) via the ECM (C0158-30) on a pink/black wire.

The AAP sensor can fail, or supply an incorrect signal if one or more of the following occurs:

•

Sensor open circuit.

•

Short circuit to vehicle supply.

•

Short circuit to vehicle earth.

•

Contaminated sensor element.

•

Damaged sensor element.

•

Resistance in wiring harness.

In the event of an AAP sensor signal failure, any of the following symptoms may be observed:

•

Altitude compensation inoperative (engine will produce black smoke).

•

Active boost control inoperative.

•

Turbocharger boost pressure limited to 1 bar (14.5 lbf.in

2

).

•

EGR altitude compensation inoperative.

In the event of a AAP sensor failure, the ECM will use a fixed default value from its memory.