Jeep Grand Cherokee WJ. Manual - part 587

 

  Index      Jeep     Jeep Grand Cherokee WJ - service repair manual 2001 year

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  585  586  587  588   ..

 

 

Jeep Grand Cherokee WJ. Manual - part 587

 

 

Immediately after a cold start, between predeter-

mined temperature thresholds limits, the three port
solenoid is briefly energized. This initializes the
pump by drawing air into the pump cavity and also
closes the vent seal. During non test conditions the
vent seal is held open by the pump diaphragm
assembly which pushes it open at the full travel posi-
tion. The vent seal will remain closed while the
pump is cycling due to the reed switch triggering of
the three port solenoid that prevents the diaphragm
assembly from reaching full travel. After the brief
initialization period, the solenoid is de-energized
allowing atmospheric pressure to enter the pump
cavity, thus permitting the spring to drive the dia-
phragm which forces air out of the pump cavity and
into the vent system. When the solenoid is energized
and de energized, the cycle is repeated creating flow
in typical diaphragm pump fashion. The pump is con-
trolled in 2 modes:

Pump Mode: The pump is cycled at a fixed rate to

achieve a rapid pressure build in order to shorten the
overall test length.

Test Mode: The solenoid is energized with a fixed

duration pulse. Subsequent fixed pulses occur when
the diaphragm reaches the Switch closure point.

The spring in the pump is set so that the system

will achieve an equalized pressure of about 7.5” H20.
The cycle rate of pump strokes is quite rapid as the
system begins to pump up to this pressure. As the
pressure increases, the cycle rate starts to drop off. If
there is no leak in the system, the pump would even-
tually stop pumping at the equalized pressure. If
there is a leak, it will continue to pump at a rate rep-
resentative of the flow characteristic of the size of the
leak. From this information we can determine if the
leak is larger than the required detection limit (cur-
rently set at.040” orifice by CARB). If a leak is
revealed during the leak test portion of the test, the
test is terminated at the end of the test mode and no
further system checks will be performed.

After passing the leak detection phase of the test,

system pressure is maintained by turning on the
LDP’s solenoid until the purge system is activated.
Purge activation in effect creates a leak. The cycle
rate is again interrogated and when it increases due
to the flow through the purge system, the leak check
portion of the diagnostic is complete.

The canister vent valve will unseal the system

after completion of the test sequence as the pump
diaphragm assembly moves to the full travel position.

Evaporative system functionality will be verified by

using the stricter evap purge flow monitor. At an
appropriate warm idle the LDP will be energized to
seal the canister vent. The purge flow will be clocked
up from some small value in an attempt to see a
shift in the 02 control system. If fuel vapor, indicated

by a shift in the 02 control, is present the test is
passed. If not, it is assumed that the purge system is
not functioning in some respect. The LDP is again
turned off and the test is ended.

MISFIRE MONITOR

Excessive engine misfire results in increased cata-

lyst temperature and causes an increase in HC emis-
sions. Severe misfires could cause catalyst damage.
To prevent catalytic convertor damage, the PCM
monitors engine misfire.

The Powertrain Control Module (PCM) monitors

for misfire during most engine operating conditions
(positive torque) by looking at changes in the crank-
shaft speed. If a misfire occurs the speed of the
crankshaft will vary more than normal.

FUEL SYSTEM MONITOR

To comply with clean air regulations, vehicles are

equipped with catalytic converters. These converters
reduce the emission of hydrocarbons, oxides of nitro-
gen and carbon monoxide. The catalyst works best
when the Air Fuel (A/F) ratio is at or near the opti-
mum of 14.7 to 1.

The PCM is programmed to maintain the optimum

air/fuel ratio of 14.7 to 1. This is done by making
short term corrections in the fuel injector pulse width
based on the O2S sensor output. The programmed
memory acts as a self calibration tool that the engine
controller uses to compensate for variations in engine
specifications, sensor tolerances and engine fatigue
over the life span of the engine. By monitoring the
actual fuel-air ratio with the O2S sensor (short term)
and multiplying that with the program long-term
(adaptive) memory and comparing that to the limit,
it can be determined whether it will pass an emis-
sions test. If a malfunction occurs such that the PCM
cannot maintain the optimum A/F ratio, then the
MIL will be illuminated.

CATALYST MONITOR

To comply with clean air regulations, vehicles are

equipped with catalytic converters. These converters
reduce the emission of hydrocarbons, oxides of nitro-
gen and carbon monoxide.

Normal vehicle miles or engine misfire can cause a

catalyst to decay. A meltdown of the ceramic core can
cause a reduction of the exhaust passage. This can
increase vehicle emissions and deteriorate engine
performance, driveability and fuel economy.

The catalyst monitor uses dual oxygen sensors

(O2S’s) to monitor the efficiency of the converter. The
dual O2S’s sensor strategy is based on the fact that
as a catalyst deteriorates, its oxygen storage capacity
and its efficiency are both reduced. By monitoring
the oxygen storage capacity of a catalyst, its effi-
ciency can be indirectly calculated. The upstream

25 - 20

EMISSION CONTROL SYSTEMS

WJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

O2S is used to detect the amount of oxygen in the
exhaust gas before the gas enters the catalytic con-
verter. The PCM calculates the A/F mixture from the
output of the O2S. A low voltage indicates high oxy-
gen content (lean mixture). A high voltage indicates a
low content of oxygen (rich mixture).

When the upstream O2S detects a lean condition,

there is an abundance of oxygen in the exhaust gas.
A functioning converter would store this oxygen so it
can use it for the oxidation of HC and CO. As the
converter absorbs the oxygen, there will be a lack of
oxygen downstream of the converter. The output of
the downstream O2S will indicate limited activity in
this condition.

As the converter loses the ability to store oxygen,

the condition can be detected from the behavior of
the downstream O2S. When the efficiency drops, no
chemical reaction takes place. This means the con-
centration of oxygen will be the same downstream as
upstream. The output voltage of the downstream
O2S copies the voltage of the upstream sensor. The
only difference is a time lag (seen by the PCM)
between the switching of the O2S’s.

To monitor the system, the number of lean-to-rich

switches of upstream and downstream O2S’s is
counted.

The

ratio

of

downstream

switches

to

upstream switches is used to determine whether the
catalyst is operating properly. An effective catalyst
will have fewer downstream switches than it has
upstream switches i.e., a ratio closer to zero. For a
totally ineffective catalyst, this ratio will be one-to-
one, indicating that no oxidation occurs in the device.

The system must be monitored so that when cata-

lyst efficiency deteriorates and exhaust emissions
increase to over the legal limit, the MIL will be illu-
minated.

TRIP DEFINITION

OPERATION

The term “Trip” has different meanings depending

on what the circumstances are. If the MIL (Malfunc-
tion Indicator Lamp) is OFF, a Trip is defined as
when the Oxygen Sensor Monitor and the Catalyst
Monitor have been completed in the same drive cycle.

When any Emission DTC is set, the MIL on the

dash is turned ON. When the MIL is ON, it takes 3
good trips to turn the MIL OFF. In this case, it
depends on what type of DTC is set to know what a
“Trip” is.

For the Fuel Monitor or Mis-Fire Monitor (contin-

uous monitor), the vehicle must be operated in the
“Similar Condition Window” for a specified amount of
time to be considered a Good Trip.

If a Non-Contiuous OBDII Monitor, such as:
• Oxygen Sensor

• Catalyst Monitor

• Purge Flow Monitor

• Leak Detection Pump Monitor (if equipped)

• EGR Monitor (if equipped)

• Oxygen Sensor Heater Monitor
fails twice in a row and turns ON the MIL, re-run-

ning that monitor which previously failed, on the
next start-up and passing the monitor is considered
to be a Good Trip.

If any other Emission DTC is set (not an OBDII

Monitor), a Good Trip is considered to be when the
Oxygen Sensor Monitor and Catalyst Monitor have
been completed; or 2 Minutes of engine run time if
the Oxygen Sensor Monitor or Catalyst Monitor have
been stopped from running.

It can take up to 2 Failures in a row to turn on the

MIL. After the MIL is ON, it takes 3 Good Trips to
turn the MIL OFF. After the MIL is OFF, the PCM
will self-erase the DTC after 40 Warm-up cycles. A
Warm-up cycle is counted when the ECT (Engine
Coolant Temperature Sensor) has crossed 160°F and
has risen by at least 40°F since the engine has been
started.

COMPONENT MONITORS

OPERATION

There are several components that will affect vehi-

cle emissions if they malfunction. If one of these com-
ponents

malfunctions

the

Malfunction

Indicator

Lamp (MIL) will illuminate.

Some of the component monitors are checking for

proper operation of the part. Electrically operated
components now have input (rationality) and output
(functionality) checks. Previously, a component like
the Throttle Position sensor (TPS) was checked by
the PCM for an open or shorted circuit. If one of
these conditions occurred, a DTC was set. Now there
is a check to ensure that the component is working.
This is done by watching for a TPS indication of a
greater or lesser throttle opening than MAP and
engine rpm indicate. In the case of the TPS, if engine
vacuum is high and engine rpm is 1600 or greater
and the TPS indicates a large throttle opening, a
DTC will be set. The same applies to low vacuum if
the TPS indicates a small throttle opening.

All open/short circuit checks or any component that

has an associated limp in will set a fault after 1 trip
with the malfunction present. Components without
an associated limp in will take two trips to illumi-
nate the MIL.

Refer to the Diagnostic Trouble Codes Description

Charts in this section and the appropriate Power-
train Diagnostic Procedure Manual for diagnostic
procedures.

WJ

EMISSION CONTROL SYSTEMS

25 - 21

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

NON-MONITORED CIRCUITS

The PCM does not monitor the following circuits,

systems and conditions that could have malfunctions
causing driveability problems. The PCM might not
store diagnostic trouble codes for these conditions.
However, problems with these systems may cause the
PCM to store diagnostic trouble codes for other sys-
tems or components. For example, a fuel pressure
problem will not register a fault directly, but could
cause a rich/lean condition or misfire. This could
cause the PCM to store an oxygen sensor or misfire
diagnostic trouble code

OPERATION

FUEL PRESSURE

The fuel pressure regulator controls fuel system

pressure. The PCM cannot detect a clogged fuel
pump inlet filter, clogged in-line fuel filter, or a
pinched fuel supply or return line. However, these
could result in a rich or lean condition causing the
PCM to store an oxygen sensor or fuel system diag-
nostic trouble code.

SECONDARY IGNITION CIRCUIT

The PCM cannot detect an inoperative ignition coil,

fouled or worn spark plugs, ignition cross firing, or
open spark plug cables.

CYLINDER COMPRESSION

The PCM cannot detect uneven, low, or high engine

cylinder compression.

EXHAUST SYSTEM

The PCM cannot detect a plugged, restricted or

leaking exhaust system, although it may set a fuel
system fault.

FUEL INJECTOR MECHANICAL MALFUNCTIONS

The PCM cannot determine if a fuel injector is

clogged, the needle is sticking or if the wrong injector
is installed. However, these could result in a rich or
lean condition causing the PCM to store a diagnostic
trouble code for either misfire, an oxygen sensor, or
the fuel system.

EXCESSIVE OIL CONSUMPTION

Although the PCM monitors engine exhaust oxygen

content when the system is in closed loop, it cannot
determine excessive oil consumption.

THROTTLE BODY AIR FLOW

The PCM cannot detect a clogged or restricted air

cleaner inlet or filter element.

VACUUM ASSIST

The PCM cannot detect leaks or restrictions in the

vacuum circuits of vacuum assisted engine control
system devices. However, these could cause the PCM
to store a MAP sensor diagnostic trouble code and
cause a high idle condition.

PCM SYSTEM GROUND

The PCM cannot determine a poor system ground.

However, one or more diagnostic trouble codes may
be generated as a result of this condition. The mod-
ule should be mounted to the body at all times, also
during diagnostic.

PCM CONNECTOR ENGAGEMENT

The PCM may not be able to determine spread or

damaged connector pins. However, it might store
diagnostic trouble codes as a result of spread connec-
tor pins.

HIGH AND LOW LIMITS

OPERATION

The PCM compares input signal voltages from each

input device with established high and low limits for
the device. If the input voltage is not within limits
and other criteria are met, the PCM stores a diagnos-
tic trouble code in memory. Other diagnostic trouble
code criteria might include engine RPM limits or
input voltages from other sensors or switches that
must be present before verifying a diagnostic trouble
code condition.

LOAD VALUE

OPERATION

ENGINE

IDLE/NEUTRAL

2500 RPM/

NEUTRAL

All Engines

2% to 8% of

Maximum Load

9% to 17% of

Maximum Load

25 - 22

EMISSION CONTROL SYSTEMS

WJ

DESCRIPTION AND OPERATION (Continued)

EVAPORATIVE EMISSION CONTROLS

TABLE OF CONTENTS

page

page

DESCRIPTION AND OPERATION

EVAPORATION CONTROL SYSTEM . . . . . . . . . . 23
ROLLOVER VALVE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
EVAPORATION (EVAP) CANISTER . . . . . . . . . . . 23
DUTY CYCLE EVAP CANISTER PURGE

SOLENOID . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

LEAK DETECTION PUMP (LDP). . . . . . . . . . . . . . 24
CRANKCASE VENTILATION (CCV) SYSTEM—

4.0L ENGINE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

POSITIVE CRANKCASE VENTILATION (PCV)

SYSTEM—4.7L ENGINE . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

VEHICLE EMISSION CONTROL

INFORMATION (VECI) LABEL . . . . . . . . . . . . . . 28

DIAGNOSIS AND TESTING

FIXED ORIFICE FITTING/CCV SYSTEM

TEST—4.0L ENGINE . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

PCV VALVE/PCV SYSTEM TEST—

4.7L V-8 ENGINE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

VACUUM SCHEMATICS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
LEAK DETECTION PUMP (LDP). . . . . . . . . . . . . . 30

REMOVAL AND INSTALLATION

FIXED ORIFICE FITTING—4.0L ENGINE . . . . . . . 30
PCV VALVE—4.7L V-8 ENGINE . . . . . . . . . . . . . . 30
EVAPORATIVE (EVAP) CANISTER . . . . . . . . . . . . 31
EVAPORATIVE CANISTER PURGE SOLENOID . . 31
ROLLOVER VALVE(S) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
LEAK DETECTION PUMP (LDP). . . . . . . . . . . . . . 32

SPECIFICATIONS

TORQUE CHART . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

DESCRIPTION AND OPERATION

EVAPORATION CONTROL SYSTEM

OPERATION

The evaporation control system prevents the emis-

sion of fuel tank vapors into the atmosphere. When
fuel evaporates in the fuel tank, the vapors pass
through vent hoses or tubes to a charcoal filled evap-
orative canister. The canister temporarily holds the
vapors. The Powertrain Control Module (PCM) allows
intake manifold vacuum to draw vapors into the com-
bustion chambers during certain operating condi-
tions.

All engines use a duty cycle purge system. The

PCM controls vapor flow by operating the duty cycle
EVAP purge solenoid. Refer to Duty Cycle EVAP
Canister Purge Solenoid.

When equipped with certain emissions packages, a

Leak Detection Pump (LDP) will be used as part of
the evaporative system for OBD II requirements.
Also refer to Leak Detection Pump.

NOTE: The evaporative system uses specially man-
ufactured lines/hoses. If replacement becomes nec-
essary, only use fuel resistant hose.

ROLLOVER VALVE

DESCRIPTION

The fuel tank is equipped with a rollover valve.

The valve is located on the top of the fuel tank (Fig.
1).

OPERATION

The rollover valve will prevent fuel flow through

the fuel tank vent (EVAP) hoses in the event of an
accidental vehicle rollover. The EVAP canister draws
fuel vapors from the fuel tank through this valve.

The valve cannot be serviced separately. If replace-

ment is necessary, the fuel tank must be replaced.
Refer to Fuel Tank Removal/Installation.

EVAPORATION (EVAP) CANISTER

OPERATION

A maintenance free, EVAP canister is used on all

vehicles. The EVAP canister is filled with granules of
an activated carbon mixture. Fuel vapors entering
the EVAP canister are absorbed by the charcoal gran-
ules.

Fuel tank pressure vents into the EVAP canister.

Fuel vapors are temporarily held in the canister until
they can be drawn into the intake manifold. The duty
cycle EVAP canister purge solenoid allows the EVAP
canister to be purged at predetermined times and at
certain engine operating conditions.

WJ

EMISSION CONTROL SYSTEMS

25 - 23

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  585  586  587  588   ..