Jeep Grand Cherokee WJ. Manual - part 378

• Generator field driver (+)

• Generator lamp (if equipped)

• Idle air control (IAC) motor

• Ignition coil

• Leak detection pump

• Malfunction indicator lamp (Check engine lamp).

Driven through J1850 circuits.

• Overdrive indicator lamp (if equipped). Driven

through J1850 circuits.

• Oxygen sensor heater relays (if equipped).

• Radiator cooling fan relay (pulse width modu-

lated)

• Speed control source

• Speed control vacuum solenoid

• Speed control vent solenoid

• Tachometer (if equipped). Driven through J1850

circuits.

• Transmission convertor clutch circuit

• Transmission 3–4 shift solenoid

• Transmission relay

• Transmission temperature lamp (if equipped)

• Transmission variable force solenoid

MODES OF OPERATION

OPERATION

As input signals to the Powertrain Control Module

(PCM) change, the PCM adjusts its response to the
output devices. For example, the PCM must calculate
different injector pulse width and ignition timing for
idle than it does for wide open throttle (WOT).

The PCM will operate in two different modes:

Open Loop and Closed Loop.

During Open Loop modes, the PCM receives input

signals and responds only according to preset PCM
programming. Input from the oxygen (O2S) sensors
is not monitored during Open Loop modes.

During Closed Loop modes, the PCM will monitor

the oxygen (O2S) sensors input. This input indicates
to the PCM whether or not the calculated injector
pulse width results in the ideal air-fuel ratio. This
ratio is 14.7 parts air-to-1 part fuel. By monitoring
the exhaust oxygen content through the O2S sensor,
the PCM can fine tune the injector pulse width. This
is done to achieve optimum fuel economy combined
with low emission engine performance.

The fuel injection system has the following modes

of operation:

• Ignition switch ON

• Engine start-up (crank)

• Engine warm-up

• Idle

• Cruise

• Acceleration

• Deceleration

• Wide open throttle (WOT)

• Ignition switch OFF
The ignition switch On, engine start-up (crank),

engine warm-up, acceleration, deceleration and wide
open throttle modes are Open Loop modes. The idle
and cruise modes, (with the engine at operating tem-
perature) are Closed Loop modes.

IGNITION SWITCH (KEY-ON) MODE

This is an Open Loop mode. When the fuel system

is activated by the ignition switch, the following
actions occur:

• The PCM pre-positions the idle air control (IAC)

motor.

• The PCM determines atmospheric air pressure

from the MAP sensor input to determine basic fuel
strategy.

• The PCM monitors the engine coolant tempera-

ture sensor input. The PCM modifies fuel strategy
based on this input.

• Intake manifold air temperature sensor input is

monitored.

• Throttle position sensor (TPS) is monitored.

• The auto shutdown (ASD) relay is energized by

the PCM for approximately three seconds.

• The fuel pump is energized through the fuel

pump relay by the PCM. The fuel pump will operate
for approximately three seconds unless the engine is
operating or the starter motor is engaged.

• The O2S sensor heater element is energized via

the O2S relays. The O2S sensor input is not used by
the PCM to calibrate air-fuel ratio during this mode
of operation.

ENGINE START-UP MODE

This is an Open Loop mode. The following actions

occur when the starter motor is engaged.

The PCM receives inputs from:
• Battery voltage

• Engine coolant temperature sensor

• Crankshaft position sensor

• Intake manifold air temperature sensor

• Manifold absolute pressure (MAP) sensor

• Throttle position sensor (TPS)

• Starter motor relay

• Camshaft position sensor signal
The PCM monitors the crankshaft position sensor.

If the PCM does not receive a crankshaft position
sensor signal within approximately 3 seconds of
cranking the engine, it will shut down the fuel injec-
tion system.

The fuel pump is activated by the PCM through

the fuel pump relay.

Voltage is applied to the fuel injectors with the

ASD relay via the PCM. The PCM will then control
the injection sequence and injector pulse width by

14 - 32

FUEL SYSTEM

WJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

turning the ground circuit to each individual injector
on and off.

The PCM determines the proper ignition timing

according to input received from the crankshaft posi-
tion sensor.

ENGINE WARM-UP MODE

This is an Open Loop mode. During engine warm-

up, the PCM receives inputs from:

• Battery voltage

• Crankshaft position sensor

• Engine coolant temperature sensor

• Intake manifold air temperature sensor

• Manifold absolute pressure (MAP) sensor

• Throttle position sensor (TPS)

• Camshaft position sensor signal

• Park/neutral switch (gear indicator signal—auto.

trans. only)

• Air conditioning select signal (if equipped)

• Air conditioning request signal (if equipped)
Based on these inputs the following occurs:
• Voltage is applied to the fuel injectors with the

ASD relay via the PCM. The PCM will then control
the injection sequence and injector pulse width by
turning the ground circuit to each individual injector
on and off.

• The PCM adjusts engine idle speed through the

idle air control (IAC) motor and adjusts ignition tim-
ing.

• The PCM operates the A/C compressor clutch

through the clutch relay. This is done if A/C has been
selected by the vehicle operator and requested by the
A/C thermostat.

• When engine has reached operating tempera-

ture, the PCM will begin monitoring O2S sensor
input. The system will then leave the warm-up mode
and go into closed loop operation.

IDLE MODE

When the engine is at operating temperature, this

is a Closed Loop mode. At idle speed, the PCM
receives inputs from:

• Air conditioning select signal (if equipped)

• Air conditioning request signal (if equipped)

• Battery voltage

• Crankshaft position sensor

• Engine coolant temperature sensor

• Intake manifold air temperature sensor

• Manifold absolute pressure (MAP) sensor

• Throttle position sensor (TPS)

• Camshaft position sensor signal

• Battery voltage

• Park/neutral switch (gear indicator signal—auto.

trans. only)

• Oxygen sensors
Based on these inputs, the following occurs:

• Voltage is applied to the fuel injectors with the

ASD relay via the PCM. The PCM will then control
injection sequence and injector pulse width by turn-
ing the ground circuit to each individual injector on
and off.

• The PCM monitors the O2S sensor input and

adjusts air-fuel ratio by varying injector pulse width.
It also adjusts engine idle speed through the idle air
control (IAC) motor.

• The PCM adjusts ignition timing by increasing

and decreasing spark advance.

• The PCM operates the A/C compressor clutch

through the clutch relay. This happens if A/C has
been selected by the vehicle operator and requested
by the A/C thermostat.

CRUISE MODE

When the engine is at operating temperature, this

is a Closed Loop mode. At cruising speed, the PCM
receives inputs from:

• Air conditioning select signal (if equipped)

• Air conditioning request signal (if equipped)

• Battery voltage

• Engine coolant temperature sensor

• Crankshaft position sensor

• Intake manifold air temperature sensor

• Manifold absolute pressure (MAP) sensor

• Throttle position sensor (TPS)

• Camshaft position sensor signal

• Park/neutral switch (gear indicator signal—auto.

trans. only)

• Oxygen (O2S) sensors
Based on these inputs, the following occurs:
• Voltage is applied to the fuel injectors with the

ASD relay via the PCM. The PCM will then adjust
the injector pulse width by turning the ground circuit
to each individual injector on and off.

• The PCM monitors the O2S sensor input and

adjusts air-fuel ratio. It also adjusts engine idle
speed through the idle air control (IAC) motor.

• The PCM adjusts ignition timing by turning the

ground path to the coil on and off.

• The PCM operates the A/C compressor clutch

through the clutch relay. This happens if A/C has
been selected by the vehicle operator and requested
by the A/C thermostat.

ACCELERATION MODE

This is an Open Loop mode. The PCM recognizes

an abrupt increase in throttle position or MAP pres-
sure as a demand for increased engine output and
vehicle acceleration. The PCM increases injector
pulse width in response to increased throttle opening.

WJ

FUEL SYSTEM

14 - 33

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

DECELERATION MODE

When the engine is at operating temperature, this

is an Open Loop mode. During hard deceleration, the
PCM receives the following inputs.

• Air conditioning select signal (if equipped)

• Air conditioning request signal (if equipped)

• Battery voltage

• Engine coolant temperature sensor

• Crankshaft position sensor

• Intake manifold air temperature sensor

• Manifold absolute pressure (MAP) sensor

• Throttle position sensor (TPS)

• Camshaft position sensor signal

• Park/neutral switch (gear indicator signal—auto.

trans. only)

• Vehicle speed
If the vehicle is under hard deceleration with the

proper rpm and closed throttle conditions, the PCM
will ignore the oxygen sensor input signal. The PCM
will enter a fuel cut-off strategy in which it will not
supply a ground to the injectors. If a hard decelera-
tion does not exist, the PCM will determine the
proper injector pulse width and continue injection.

Based on the above inputs, the PCM will adjust

engine idle speed through the idle air control (IAC)
motor.

The PCM adjusts ignition timing by turning the

ground path to the coil on and off.

WIDE OPEN THROTTLE MODE

This is an Open Loop mode. During wide open

throttle operation, the PCM receives the following
inputs.

• Battery voltage

• Crankshaft position sensor

• Engine coolant temperature sensor

• Intake manifold air temperature sensor

• Manifold absolute pressure (MAP) sensor

• Throttle position sensor (TPS)

• Camshaft position sensor signal
During wide open throttle conditions, the following

occurs:

• Voltage is applied to the fuel injectors with the

ASD relay via the PCM. The PCM will then control
the injection sequence and injector pulse width by
turning the ground circuit to each individual injector
on and off. The PCM ignores the oxygen sensor input
signal and provides a predetermined amount of addi-
tional fuel. This is done by adjusting injector pulse
width.

• The PCM adjusts ignition timing by turning the

ground path to the coil on and off.

IGNITION SWITCH OFF MODE

When ignition switch is turned to OFF position,

the PCM stops operating the injectors, ignition coil,
ASD relay and fuel pump relay.

AUTOMATIC SHUTDOWN (ASD) RELAY
SENSE—PCM INPUT

DESCRIPTION

The ASD relay is located in the Power Distribution

Center (PDC). The PDC is located in the engine com-
partment. Refer to label on PDC cover for relay loca-
tion.

OPERATION

A 12 volt signal at this input indicates to the PCM

that the ASD has been activated. The relay is used to
connect the oxygen sensor heater element, ignition
coil and fuel injectors to 12 volt + power supply.

This input is used only to sense that the ASD relay

is energized. If the powertrain control module (PCM)
does not see 12 volts at this input when the ASD
should be activated, it will set a diagnostic trouble
code (DTC).

BATTERY VOLTAGE—PCM INPUT

OPERATION

The battery voltage input provides power to the

Powertrain Control Module (PCM). It also informs
the PCM what voltage level is supplied to the igni-
tion coil and fuel injectors.

If battery voltage is low, the PCM will increase

injector pulse width (period of time that the injector
is energized). This is done to compensate for the
reduced flow through injector caused by the lowered
voltage.

BRAKE SWITCH—PCM INPUT

OPERATION

When the brake light switch is activated, the Pow-

ertrain Control Module (PCM) receives an input indi-
cating that the brakes are being applied. After
receiving this input, the PCM maintains idle speed to
a scheduled rpm through control of the Idle Air Con-
trol (IAC) motor. The brake switch input is also used
to disable vent and vacuum solenoid output signals
to the speed control servo.

14 - 34

FUEL SYSTEM

WJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

ENGINE COOLANT TEMPERATURE SENSOR—
PCM INPUT

DESCRIPTION

The Engine Coolant Temperature (ECT) sensor is

used to sense engine coolant temperature. The sensor
protrudes into an engine water jacket.

The ECT sensor is a two-wire Negative Thermal

Coefficient (NTC) sensor. Meaning, as engine coolant
temperature increases, resistance (voltage) in the
sensor decreases. As temperature decreases, resis-
tance (voltage) in the sensor increases.

OPERATION

At key-on, the Powertrain Control Module (PCM)

sends out a regulated 5 volt signal to the ECT sensor.
The PCM then monitors the signal as it passes
through the ECT sensor to the sensor ground (sensor
return).

When the engine is cold, the PCM will operate in

Open Loop cycle. It will demand slightly richer air-
fuel mixtures and higher idle speeds. This is done
until normal operating temperatures are reached.

The PCM uses inputs from the ECT sensor for the

following calculations:

• for engine coolant temperature gauge operation

through CCD or PCI (J1850) communications

• Injector pulse-width

• Spark-advance curves

• ASD relay shut-down times

• Idle Air Control (IAC) motor key-on steps

• Pulse-width prime-shot during cranking

• O2 sensor closed loop times

• Purge solenoid on/off times

• EGR solenoid on/off times (if equipped)

• Leak Detection Pump operation (if equipped)

• Radiator fan relay on/off times (if equipped)

• Target idle speed

FIVE VOLT SENSOR SUPPLIES—PRIMARY
AND SECONDARY

DESCRIPTION

Two different Powertrain Control Module (PCM)

five volt supply circuits are used; primary and sec-
ondary.

OPERATION

These 2 circuits will:
• supply the required 5 volt power source to the

Crankshaft Position (CKP) sensor.

• supply the required 5 volt power source to the

Camshaft Position (CMP) sensor.

• supply a reference voltage for the Manifold Abso-

lute Pressure (MAP) sensor.

• supply a reference voltage for the Throttle Posi-

tion Sensor (TPS) sensor.

• supply the required 5 volt power source to the

oil pressure sensor.

• supply the required 5 volt power source for the

Vehicle Speed Sensor (VSS) (if equipped).

• supply the 5 volt power source to the transmis-

sion pressure sensor (if equipped with an RE auto-
matic transmission).

FUEL LEVEL SENSOR—PCM INPUT

DESCRIPTION

The fuel level sensor (fuel gauge sending unit) is

located on the fuel pump module.

OPERATION

Refer to Fuel Gauge Sending Unit in the Fuel

Delivery section for information.

IGNITION CIRCUIT SENSE—PCM INPUT

DESCRIPTION

This circuit ties the ignition switch to the Power-

train Control Module (PCM).

OPERATION

The ignition circuit sense input tells the PCM the

ignition switch has energized the ignition circuit.

Battery voltage is supplied to the PCM through the

ignition switch when the ignition is in the RUN or
START position. This is referred to as the “ignition
sense” circuit and is used to “wake up” the PCM.
Voltage on the ignition input can be as low as 6 volts
and the PCM will still function. Voltage is supplied to
this circuit to power the PCM’s 5 volt primary and 5
volt secondary circuits. This allows the PCM to per-
form fuel, ignition and emissions control functions.

INTAKE MANIFOLD AIR TEMPERATURE
SENSOR—PCM INPUT

DESCRIPTION

The 2–wire Intake Manifold Air Temperature (IAT)

sensor is installed in the intake manifold with the
sensor element extending into the air stream.

The IAT sensor is a two-wire Negative Thermal

Coefficient (NTC) sensor. Meaning, as intake mani-
fold temperature increases, resistance (voltage) in the
sensor decreases. As temperature decreases, resis-
tance (voltage) in the sensor increases.

OPERATION

The IAT sensor provides an input voltage to the

Powertrain Control Module (PCM) indicating the
density of the air entering the intake manifold based

WJ

FUEL SYSTEM

14 - 35

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)