Jeep Grand Cherokee WK. Manual - part 359

MODULE-TRANSMISSION CONTROL

DESCRIPTION

3.7L VEHICLES

The

transmission

control

module

(TCM)

(1)

is

mounted to the dash panel (2), under the dash panel
silencer pad, just to the right of the steering column.

The electronic control system consists of various components providing inputs to the TCM. The TCM monitors trans-
mission sensors, shifter assembly, and bus messages to determine transmission shift strategy. After shift strategies
are determined, the TCM controls the actuation of transmission solenoids, which controls the routing of hydraulic
fluid within the transmission, by moving a sequence of four valves to make a shift occur.

The system performs its functions based on continuous real-time sensor feedback information. In addition the TCM
receives information from the rest of the vehicle over the CAN C bus. The CAN C bus is a high-speed communi-
cation bus that allows real time control capability between various controllers. Most messages are sent every 20
milliseconds. This means critical information can be shared between the transmission, engine, and ABS controllers.
The CAN C bus is a two wire bus with a CAN C Bus (+) circuit and a CAN C Bus (-) circuit. These circuits are
twisted pairs in the harness to reduce the potential of radio and noise interference.

The transmission control system automatically adapts to changes in engine performance, vehicle speed, and trans-
mission temperature variations to provide consistent shift quality. The control system ensures that clutch operation
during up-shifting and downshifting is more responsive without increased harshness. The TCM activates the sole-
noid valves and moves valves in the valve body to achieve the necessary gear changes. The required pressure
level is calculated from the load condition, engine speed. Vehicle speed (from ABS module) and transmission oil
temperature, matched to the torque to be transmitted. Power for the transmission system is supplied through the
shifter mechanism (no transmission control relay).

8E - 282

ELECTRONIC CONTROL MODULES - SERVICE INFORMATION

WK

4.7L/5.7L VEHICLES

The Transmission Control Module (TCM) is a sub-
module within the Powertrain Control Module (PCM)
(1). The PCM is located on the right inner fender.

OPERATION

3.7L VEHICLES

The transmission control module (TCM) determines the current operating conditions of the vehicle and controls the
shifting process for shift comfort and driving situations. It receives this operating data from sensors and broadcast
messages from other modules.

The TCM uses inputs from several sensors that are directly hardwired to the controller and it uses several indirect
inputs that are used to control shifts. This information is used to actuate the proper solenoids in the valve body to
achieve the desired gear.

The shift lever sensor assembly (SLSA) has sensors that are monitored by the TCM to calculate shift lever position.
The reverse light switch, an integral part of the SLSA, controls the reverse light relay control circuit. The Brake/
Transmission Shift Interlock (BTSI) solenoid and the park lockout solenoid (also part of the SLSA) are controlled by
the TCM.

The ECM and ABS broadcast messages over the controller area network (CAN C) bus for use by the TCM. The
TCM uses this information, with other inputs, to determine the transmission operating conditions.

The TCM:

•

determines the momentary operating conditions of the vehicle.

•

controls all shift processes.

•

considers shift comfort and the driving situation.

The TCM controls the solenoid valves for modulating shift pressures and gear changes. Relative to the torque being
transmitted, the required pressures are calculated from load conditions, engine rpm, vehicle speed, and ATF tem-
perature.

The following functions are contained in the TCM:

•

Shift Program

•

Downshift Safety

•

Torque Converter Lock-Up Clutch.

•

Adaptation.

This transmission does not have a TCM relay. Power is supplied to the SLSA and the TCM directly from the ignition.

WK

ELECTRONIC CONTROL MODULES - SERVICE INFORMATION

8E - 283

The TCM continuously checks for electrical problems, mechanical problems, and some hydraulic problems. When a
problem is sensed, the TCM stores a diagnostic trouble code (DTC). Some of these codes cause the transmission
to go into

9

Limp-In

9

or

9

default

9

mode. Some DTCs cause permanent Limp-In and others cause temporary Limp-In.

The W5J400 defaults in the current gear position if a DTC is detected, then after a key cycle the transmission will
go into Limp-in, which is mechanical 2nd gear. Some DTCs may allow the transmission to resume normal operation
(recover) if the detected problem goes away. A permanent Limp-In DTC will recover when the key is cycled, but if
the same DTC is detected for three key cycles the system will not recover and the DTC must be cleared from the
TCM with the DRBIII

T

scan tool.

TCM SIGNALS

The TCM registers one part of the input signals by direct inputs, the other part by CAN C bus. In addition to the
direct control of the actuators, the TCM sends various output signals by CAN C bus to other control modules.

Selector Lever Position

A series of 12 Hall-effect switches in the SLSA inform the TCM of the position of the selector lever.

The TCM monitors the SLSA for all shift lever positions through five position circuits. The SLSA provides a low-
current 12-volt signal to the TCM. The TCM compares the on/off signals to programmed combinations to determine
the exact position of the shift lever.

ATF Temperature Sensor

The ATF temperature sensor is a positive temperature co-efficient (PTC) thermistor. It measures the temperature of
the transmission fluid and is a direct input signal for the TCM. The temperature of the ATF has an influence on the
shifttime and resulting shift quality. As the temperature rises, resistance rises, and therefore, the probing voltage is
decreasing. Because of its registration, the shifting process can be optimized in all temperature ranges.

The ATF temperature sensor is wired in series with the park/neutral contact. The temperature signal is transmitted
to the TCM only when the reed contact of the park/neutral contact is closed because the TCM only reads ATF
temperature while in any forward gear, or REVERSE. When the transmission is in PARK or NEUTRAL, the TCM will
substitute the engine temperature for the ATF temperature.

Starter Interlock

The TCM monitors a contact switch wired in series with the transmission temperature sensor to determine PARK
and NEUTRAL positions. The contact switch is open in PARK and NEUTRAL. The TCM senses transmission tem-
perature as high (switch supply voltage), confirming switch status as open. The TCM then broadcasts a message
over CAN bus to confirm switch status. The PCM receives this information and allows operation of the starter circuit.

N2 and N3 Speed Sensors

The N2 and N3 Input Speed Sensors are two Hall-effect speed sensors that are mounted internally in the trans-
mission and are used by the TCM to calculate the transmission’s input speed. Since the input speed cannot be
measured directly, two of the drive elements are measured. Two input speed sensors were required because both
drive elements are not active in all gears.

CAN C Bus Indirect Input Signals

A 2.5-volt bias (operating voltage) is present on the CAN C bus any time the ignition switch is in the RUN position.
Both the TCM and the ABS apply this bias. On this vehicle, the CAN C bus is used for module data exchange only.
The indirect inputs used on the W5J400 electronic control system are:

•

Wheel Speed Sensors.

•

Transfer Case Switch Status.

•

Brake Switch.

•

Engine RPM.

•

Engine Temperature.

•

Cruise Control Status.

•

Gear Limit Request.

•

Throttle Position - 0% at idle, 100% at WOT. If open, TCM assumes idle (0% throttle opening).

•

Odometer Mileage

8E - 284

ELECTRONIC CONTROL MODULES - SERVICE INFORMATION

WK

•

Maximum Effective Torque.

•

Engine in Limp-In Mode/Mileage Where DTC Was Set.

SHIFT SCHEDULES

The basic shift schedule includes up and downshifts for all five gears. The TCM adapts the shift program according
to driving style, accelerator pedal position and deviation of vehicle speed. Influencing factors are:

•

Road Conditions.

•

Incline, Decline and Altitude.

•

Trailer Operation, Loading.

•

Engine Coolant Temperature.

•

Cruise Control Operation.

•

Sporty Driving Style.

•

Low and High ATF Temperature.

Upshift To:

1-2

2-3

3-4

4-5

Activated By

Solenoid:

1-2/4-5

2-3

3-4

1-2/4-5

Shift Point (at

35.2% of throttle)

17.8 km/h (11.6

mph)

32.1 km/h (19.95

mph)

67.5 km/h (41.94

mph)

73.8 km/h (45.86

mph)

Downshift From:

5-4

4-3

3-2

2-1

Activated By

Solenoid:

1-2/4-5

3-4

2-3

1-2/4-5

Shift Point

55.7 km/h (34.61

mph)

40.5 km/h (25.17

mph)

24.4 km/h (15.16

mph)

15.1 km/h (9.38

mph)

DOWNSHIFT SAFETY

Selector lever downshifts are not performed if inadmissible high engine rpm is sensed.

ADAPTATION

To equalize tolerances and wear, an automatic adaptation takes place for:

•

Shift Time.

•

Clutch Filling Time.

•

Clutch Filling Pressure.

•

Torque Converter Lock-Up Control.

Adaptation data may be stored permanently and to some extent, can be diagnosed.

Driving Style Adaptation

The shift point is modified in steps based on the information from the inputs. The control module looks at inputs
such as:

•

vehicle acceleration and deceleration (calculated by the TCM).

•

rate of change as well as the position of the throttle pedal (fuel injection information from the ECM).

•

lateral acceleration (calculated by the TCM).

•

gear change frequency (how often the shift occurs).

Based on how aggressive the driver is, the TCM moves up the shift so that the present gear is held a little longer
before the next upshift. If the driving style is still aggressive, the shift point is modified up to ten steps. If the driving
returns to normal, then the shift point modification also returns to the base position.

This adaptation has no memory. The adaptation to driving style is nothing more than a shift point modification meant
to assist an aggressive driver. The shift points are adjusted for the moment and return to base position as soon as
the inputs are controlled in a more rational manner.

WK

ELECTRONIC CONTROL MODULES - SERVICE INFORMATION

8E - 285