Jeep Grand Cherokee WJ. Manual - part 611

TABLE OF CONTENTS - Continued

AUTOMATIC SHUT DOWN RELAY (DIESEL). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .328
FUEL HEATER RELAY (DIESEL). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329
GLOW PLUG RELAY NO. 1 (DIESEL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329
GLOW PLUG RELAY NO. 2 (DIESEL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329
TRANSMISSION CONTROL RELAY (DIESEL) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .329
POWERTRAIN CONTROL MODULE-C1 (DIESEL) - BLACK 32 WAY . . . . . . . . . . . .330
POWERTRAIN CONTROL MODULE-C2 (DIESEL) - WHITE 32 WAY . . . . . . . . . . . .331
POWERTRAIN CONTROL MODULE-C3 (DIESEL) - GRAY 32 WAY . . . . . . . . . . . . .332
RADIATOR FAN MOTOR - BLACK 2 WAY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
RADIATOR FAN RELAY - BLACK 4 WAY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .332
SENTRY KEY IMMOBILIZER MODULE - BLACK 6 WAY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .333
TRANSMISSION SOLENOID (DIESEL/4.0L GAS) - BLACK 8 WAY . . . . . . . . . . . . . .333
WATER IN FUEL SENSOR (DIESEL) - GRAY 2 WAY . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .333

10.0

SCHEMATIC DIAGRAMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .335

10.2 ENGINE CONTROL MODULE (BOSCH). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .335
10.2 POWERTRAIN CONTROL MODULE (JTEC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .336
10.3 SENTRY KEY IMMOBILIZER SYSTEM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .337

vi

1.0

INTRODUCTION

The procedures contained in this manual include

all the specifications, instructions, and graphics
needed to diagnose engine control module (ECM),
powertrain control module (PCM) and sentry key
immobilizer system (SKIS) problems; they are no
start, diagnostic trouble code, and no trouble code
problems. The diagnostics in this manual are based
on the trouble condition or symptom being present
at the time of diagnosis.

When repairs are required, refer to the appropri-

ate volume of the service manual for the proper
removal and repair procedure.

Diagnostic procedures change every year. New

diagnostic systems may be added; carryover sys-
tems may be enhanced. IT IS RECOMMENDED
THAT YOU REVIEW THE ENTIRE MANUAL TO
BECOME FAMILIAR WITH ALL NEW AND
CHANGED DIAGNOSTIC PROCEDURES.

This manual is designed to begin all diagnosis at

Section 7.0. This will cover all the necessary re-
quirements to begin a logical diagnostic path for
each problem. If there is a diagnostic trouble code
(DTC) detected, perform the trouble code test. If
there are no diagnostic trouble codes present, per-
form diagnosis by symptom using the no-trouble
code tests.

1.1

SYSTEM COVERAGE

This diagnostic procedures manual covers the

2001 WJ equipped with the 3.1L VM diesel engine.

1.2

SIX-STEP TROUBLESHOOTING
PROCEDURE

Diagnosis of the engine control module (ECM),

powertrain control module (PCM) and sentry key
immobilizer module (SKIM) is done in six basic
steps:

•

verification of complaint

•

verification of any related symptoms

•

symptom analysis

•

problem isolation

•

repair of isolated problem

•

verification of proper operation

2.0

IDENTIFICATION OF
SYSTEM

The engine control module (ECM) is located un-

derneath the left rear seat. The powertrain control
module (PCM) is in the engine compartment at the
rear of the left inner fender. The sentry key immo-

bilizer module (SKIM) is located below the steering
column behind the steering wheel.

3.0

SYSTEM DESCRIPTION AND
FUNCTIONAL OPERATION

3.1

GENERAL DESCRIPTION

The 3.1L VM diesel engine system is equipped

with the latest in technical advances. The on-board
diagnostics incorporated with the powertrain con-
trol module and engine control module are intended
to assist the field technician in repairing vehicle
problems by the quickest means.

3.2

FUNCTIONAL OPERATION

3.2.1

ON-BOARD DIAGNOSTICS

The PCM and ECM have been programmed to

monitor many different circuits of the diesel fuel
injection system. This monitoring is called “on-
board diagnosis”.

Certain criteria must be met for a trouble code to

be entered into the PCM or ECM memory. The
criteria may be a range of: engine rpm, engine
temperature, and/or input voltage. If all of the
criteria for monitoring a system or circuit are met
and a problem is sensed, then a trouble code will be
stored in the PCM or the ECM.

It is possible that a trouble code for a monitored

circuit may not be entered into memory even
though a malfunction has occurred. This may hap-
pen when the monitoring criteria have not been
met.

The PCM and ECM compare input signal volt-

ages from each input device with specifications (the
established high and low limits of the range) that
are programmed into it for that device. If the input
voltage is not within specifications and other trou-
ble code criteria are met, a trouble code will be
stored in the PCM or ECM memory.

3.2.2

ECM (BOSCH) OPERATING MODES

As input signals to the ECM change, the ECM

adjusts its response to output devices. For example,
the ECM must calculate a different fuel quantity
and fuel timing for idle than it does for wide open
throttle. There are several different modes of oper-
ation that determine how the ECM responds to the
various input signals.

IGNITION SWITCH ON (ENGINE OFF MODE)

When the ignition switch activates the diesel fuel

injection system, the following actions occur:

1

GENERAL INFORMATION

1. The ECM determines atmospheric air pressure

from the atmospheric pressure sensor located in
the ECM.

2. The ECM energizes the fuel quantity actuator

and the fuel shutdown solenoid if no faults are
present.

If the engine is not started within 5 seconds of

ignition on, the ECM deactivates the fuel quantity
actuator and the fuel shutdown solenoid to prevent
overheating.

Engine Start-up Mode - The ECM uses the

engine temperature sensor, fuel temperature sen-
sor, atmospheric pressure sensor, intake air temper-
ature sensor and the engine speed sensor to deter-
mine fuel delivery during this mode.

Normal Driving Modes - Engine idle, warm-up,

acceleration, deceleration and wide open throttle
modes are all controlled based on the sensor inputs
to the ECM and are modified based on engine
temperature, boost pressure, intake air tempera-
ture and engine speed.

Overheat Protection Mode - If engine temper-

ature becomes too hot the ECM limits fuel quantity
for engine protection.

Limp-In Modes - The ECM operates in limp-in

mode when certain system faults are detected. The
ECM operates in one of the following modes based
on the type and severity of the fault:
10% torque reduction.

50% torque reduction.
Engine speed set to 1100 rpm.
After-run - When fused ignition switch output is

removed from the ECM cavity C1-47, the ECM
performs a self-diagnostic check in the following
order:

1. Electrical shut-off test.

2. Fuel quantity actuator test.

3. Monitoring module test.

4. Voltage regulator test.

5. Main relay test (if tests 1-4 pass).

If tests 1 through 4 do not all pass, the ECM will

not perform the main relay test. If any of the tests
fail, the fault is stored in memory and can be
retrieved during the next ignition cycle using the
DRBIII

t.

3.2.3

MONITORED CIRCUITS

The PCM and ECM are able to monitor and

identify most driveability related trouble condi-
tions. Some circuits are directly monitored through
feedback circuitry. In addition, the PCM and ECM
monitor the voltage state of some circuits and
compare those states with expected values. Other
systems are monitored indirectly when the PCM
and ECM conduct a rationality test to identify
problems.

Although most engine control subsystems are

either directly or indirectly monitored, there may be
occasions when diagnostic trouble codes are not
immediately identified. For a trouble code to set,
specific conditions must be met and unless these
conditions are encountered, a code will not set.

3.2.4

SKIS ON-BOARD DIAGNOSTICS

The sentry key immobilizer module (SKIM) has

been programmed to transmit and monitor many
different coded messages as well as PCI Bus mes-
sages. This monitoring is called “On-Board Diagno-
sis”.

Certain criteria must be met for a diagnostic

trouble code to be entered in to the SKIM memory.
The criteria may be a range of: input voltage, PCI
Bus messages, or coded messages to the SKIM. If all
of the criteria for monitoring a circuit function are
met and a fault is sensed, a diagnostic trouble code
will be stored in the SKIM memory.

3.2.5

SKIS OVERIVEW

The Sentry Key Immobilizer System (SKIS) is an

immobilizer system designed to prevent unautho-
rized vehicle operation. The system consists of a
Sentry Key Immobilizer Module (SKIM), ignition
key(s) equipped with a transponder chip engine
controller and powertrain controller. When the ig-
nition switch is turned on, the SKIM interrogates
the ignition key. If the ignition key is “Valid” the
SKIM sends a PCI Bus message to the powertrain
controller indicating the presence of a valid ignition
key. The PCM then supplies the ECM with a valid
immobilizer signal allowing the engine to continue
to operate.

3.2.6

SKIS OPERATION

When ignition power is supplied to the SKIM, the

SKIM performs an internal self-test. After the self-
test is completed, the SKIM energizes the antenna
(this activates the transponder chip) and sends a
challenge to the transponder chip. The transponder
chip responds to the challenge by generating an
encrypted response message using the following:

Secret Key - This is an electronically stored value

(identification number) that is unique to each SKIS.
The secret key is stored in the SKIM, PCM and all
ignition key transponders.

Challenge - This is a random number that is

generated by the SKIM at each ignition key cycle.

The secret key and challenge are plugged into an

algorithm that produces the encrypted response
message. The transponder uses the crypto algo-
rithm to receive, decode and respond to the message

2

GENERAL INFORMATION

sent by SKIM. After responding to the coded mes-
sage, the transponder sends a transponder ID mes-
sage to the SKIM. The SKIM compares the tran-
sponder ID to the available valid key codes in SKIM
memory (8 key maximum). After validating the key
the SKIM sends a PCI Bus Message called a “Seed
Request” to the powertrain controller then waits for
a powertrain controller response. If the powertrain
controller does not respond, the SKIM will send the
seed request again. After three failed attempts the
SKIM will stop sending the seed request and store
a trouble code. If the powertrain controller sends a
seed response, the SKIM sends a valid/invalid key
message to the powertrain controller. This is an
encrypted message that is generated using the
following:

VIN - Vehicle Identification Number.
Seed - This is a random number that is generated

by the PCM at each ignition key cycle.

The VIN and seed are plugged into a rolling code

algorithm that encrypts the “valid/invalid key” mes-
sage. The powertrain controller uses the rolling
code algorithm to receive, decode and respond to the
valid/invalid key message sent by SKIM. After
sending the valid/invalid key message the SKIM
waits 3.5 seconds for a PCM status message from
the powertrain controller. If the PCM does not
respond with a valid key message to the SKIM, a
fault is detected and a trouble code stored.

The SKIS incorporates a SKIS indicator lamp

located in the instrument cluster. The lamp is
actuated when the SKIM sends a PCI Bus message
to the electro/mechanical instrument cluster (MIC)
requesting the lamp on. The MIC then provides the
power and ground for the lamp. The SKIM will
request lamp operation for the following:

– bulb check at ignition on

– to alert the vehicle operator to a SKIS mal-

function

For all faults except transponder faults and VIN

mismatch, the lamp remains on steady. In the event
of a transponder fault the light flashes at the rate of
1Hz (once per second). If a fault is present, the lamp
will remain on or flash for the complete ignition
cycle. If a fault is stored in SKIM memory which
prevents the system from operating properly, the
ECM will allow the engine to start and run (for 2
seconds) up to six times. After the sixth attempt, the
ECM disables fuel delivery until the fault is cor-
rected.

3.2.7

TRANSMISSION CONTROL

The PCM operation includes control of the 44RE

4 speed automatic transmission utilizing electronic
governor pressure control, eliminating the need for
a separate transmission controller. Transmission
control is achieved through regulation of governor

pressure using a variable force solenoid (governor
pressure solenoid). The solenoid is controlled by
pulse width modulation. Torque converter clutch
and overdrive solenoids are also controlled by the
PCM, as are the transmission solenoid relay and
dashboard overdrive lamp. PCM inputs affecting
transmission operation include the throttle position
sensor, output shaft speed sensor, vehicle speed,
engine speed sensor, brake switch, cruise control
switches, ignition, overdrive on/off switch, trans-
mission fluid temperature sensor, and governor
pressure sensor.

ELECTRONIC GOVERNOR PRESSURE CONTROL

Regulation of governor pressure enables control

of part throttle and wide open throttle shift points
to within +/- 50 RPM resulting in improved shift
quality (as opposed to control to within +/- 300 RPM
in transmissions utilizing mechanical governors).
The elimination of the mechanical governor re-
sulted in a physically smaller and lighter package.
Torque calculations can be used to determine when
upshifting is advantageous.

ANTI-HUNT SHIFT STRATEGY

This strategy was added in order to maintain fuel

economy over a variety of load conditions. This
technique allows for relatively early upshifts in
mid-range throttle settings under light load condi-
tions, resulting in improved fuel economy. Under
heavier loading, shifts are delayed to prevent up-
shifting into a condition where insufficient torque is
available to maintain vehicle speed, resulting in
downshift/upshift cycling.

SUMP TEMPERATURE SENSING

A thermistor (transmission fluid temperature

sensor) is incorporated into the governor pressure
sensor and submerged in the sump fluid. The sump
fluid temperature is a factor in the calculation of
WOT shift strategy, low temperature shift compen-
sation, sump temperature limiting strategy, over-
drive strategy, torque converter clutch strategy, and
governor pressure sensor calibration.

3.3

DIAGNOSTIC TROUBLE CODES

Each diagnostic trouble code is diagnosed by

following a specific testing procedure. The diagnos-
tic test procedures contain step-by-step instructions
for determining the cause of trouble codes as well as
no trouble code problems. It is not necessary to
perform all of the tests in this book to diagnose an
individual code.

3

GENERAL INFORMATION