Discovery 2. Manual - part 460

 

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Discovery 2. Manual - part 460

 

 

EMISSION CONTROL - V8

DESCRIPTION AND OPERATION 17-2-39

Possible symptoms associated with a purge valve or associated pipework failure is listed below:

l

Engine may stall on return to idle if purge valve is stuck open.

l

Poor idling quality if the purge valve is stuck open

l

Fuelling adaptions forced excessively lean if the EVAP canister is clear and the purge valve is stuck open.

l

Fuelling adaptions forced excessively rich if the EVAP canister is saturated and the purge valve is stuck open.

l

Saturation of the EVAP canister if the purge valve is stuck closed.

To maintain driveability and effective emission control, EVAP canister purging must be closely controlled by the 
engine management ECM, as a 1% concentration of fuel vapour from the EVAP canister in the air intake may shift 
the air:fuel ratio by as much as 20%. The ECM must purge the fuel vapour from the EVAP canister at regular intervals 
as its storage capacity is limited and an excessive build up of evaporated fuel pressure in the system could increase 
the likelihood of vapour leaks. Canister purging is cycled with the fuelling adaptation as both cannot be active at the 
same time. The ECM alters the PWM signal to the purge valve to control the rate of purging of the canister to maintain 
the correct stoichiometric air:fuel mixture for the engine.

Fuel leak detection system (vacuum type) – NAS only
The advanced evaporative loss control system used on NAS vehicles is similar to the standard system, but also 
includes a CVS valve and fuel tank pressure sensor and is capable of detecting holes in the fuel evaporative system 
down to 1 mm (0.04 in.). The test is carried out in three parts. First the purge valve and the canister vent solenoid 
valve closes off the storage system and the vent pressure increases due to the fuel vapour pressure level in the tank. 
If the pressure level is greater than the acceptable limit, the test will abort because a false leak test response will 
result. In part two of the test, the purge valve is opened and the fuel tank pressure will decrease due to the depression 
from the intake manifold, evident at the purge port of the EVAP canister during purge operation. In part three of the 
test, the leak measurement test is performed. The pressure response of the tests determines the level of leak, and if 
this is greater than the acceptable limit on two consecutive tests, the ECM stores the fault in diagnostic memory and 
the MIL light on the instrument pack is illuminated. The test is only carried out at engine idle with the vehicle stationary, 
and a delay of 15 minutes after engine start is imposed before diagnosis is allowed to commence. 

EMISSION CONTROL - V8

17-2-40 DESCRIPTION AND OPERATION

EVAP system, leak detection diagnostic (vacuum type)
The EVAP system leak detection is performed as follows:

The ECM checks that the signal from the fuel tank pressure sensor is within the expected range. If the signal is 

not within range, the leakage test will be cancelled.

Next the purge valve is held closed and the canister vent solenoid (CVS) valve is opened to atmosphere. If the 

ECM detects a rise in pressure with the valves in this condition, it indicates there is a blockage in the fuel 
evaporation line between the CVS valve and the EVAP canister, or that the CVS valve is stuck in the closed 
position and thus preventing normalisation of pressure in the fuel evaporation system. In this instance, the 
leakage test will be cancelled.

The CVS valve and the purge valve are both held in the closed position while the ECM checks the fuel tank 

pressure sensor. If the fuel tank pressure sensor detects a decline in pressure, it indicates that the purge valve 
is not closing properly and vapour is leaking past the valve seat face under the influence of the intake manifold 
depression. In this instance, the leakage test will be cancelled.

If the preliminary checks are satisfactory, a compensation measurement is determined next. Variations in fuel 

level occur within the fuel tank, which will influence the pressure signal detected by the fuel tank pressure 
sensor. The pressure detected will also be influenced by the rate of change in the fuel tank pressure, caused by 
the rate of fuel evaporation which itself is dependent on the ambient temperature conditions. Because of these 
variations, it is necessary for the ECM to evaluate the conditions prevailing at a particular instance when testing, 
to ensure that the corresponding compensation factor is included in its calculations.

The CVS valve and purge valves are both closed while the ECM checks the signal from the fuel tank pressure 
sensor. The rise in fuel pressure detected over a defined period is used to determine the rate of fuel evaporation 
and the consequent compensation factor necessary.

With the CVS valve still closed, the purge valve is opened. The inlet manifold depression present while the purge 

valve is open, decreases EVAP system pressure and sets up a small vacuum in the fuel tank. The fuel tank 
pressure sensor is monitored by the ECM and if the vacuum gradient does not increase as expected, a large 
system leak is assumed by the ECM (e.g. missing or leaking fuel filler cap) and the diagnostic test is terminated.

If the EVAP canister is heavily loaded with hydrocarbons, purging may cause the air:fuel mixture to become 
excessively rich, resulting in the upstream oxygen sensors requesting a leaner mix from the ECM to bring the 
mixture back to the stoichiometric ideal. This may cause instability in the engine idle speed and consequently 
the diagnostic test will have to be abandoned. The ECM checks the status of the upstream oxygen sensors 
during the remainder of the diagnostic, to ensure the air:fuel mixture does not adversely affect the engine idle 
speed.

When the fuel tank pressure sensor detects that the required vacuum has been reached (-800 Pa), the purge 

valve is closed and the EVAP system is sealed. The ECM then checks the change in the fuel tank pressure 
sensor signal (diminishing vacuum) over a period of time, and if it is greater than expected (after taking into 
consideration the compensation factor due to fuel evaporation within the tank, determined earlier in the 
diagnostic), a leak in the EVAP system is assumed. If the condition remains, the MIL warning light will be turned 
on after two drive cycles.

The decrease in vacuum pressure over the defined period must be  large enough to correspond to a hole 
equivalent to 1 mm (0.04 in.) diameter or greater, to be considered significant enough to warrant the activation 
of an emissions system failure warning.

The diagnostic test is repeated at regular intervals during the drive cycle, when the engine is at idle condition. The 
diagnostic test will not be able to be performed under the following conditions:

l

During EVAP canister purging

l

During fuelling adaption

l

If excess slosh in the fuel tank is detected (excess fuel vapour will be generated, invalidating the result)

EMISSION CONTROL - V8

DESCRIPTION AND OPERATION 17-2-41

Following the test, the system returns to normal purge operation after the canister vent solenoid opens. Possible 
reasons for an EVAP system leak test failure are listed below:

l

Fuel filler not tightened or cap missing.

l

Sensor or actuator open circuit.

l

Short circuit to vehicle supply or ground.

l

Either purge or CVS valve stuck open.

l

Either purge or CVS valve stuck shut or blocked pipe.

l

Piping broken or not connected.

l

Loose or leaking connection.

If the piping is broken forward of the purge valve or is not connected, the engine may run rough and fuelling adaptions 
will drift. The fault will not be detected by the leak detection diagnostic, but it will be determined by the engine 
management ECM through the fuelling adaption diagnostics.

The evaluation of leakage is dependent on the differential pressure between the fuel tank and ambient atmospheric 
pressure, the diagnostic is disabled above altitudes of 9500 ft. (2800 m) to avoid false detection of fuel leaks due to 
the change in atmospheric pressure at altitude.

Fuel leak detection system (positive pressure leak detection type) – NAS only
The EVAP system with positive pressure leak detection capability used on NAS vehicles is similar to the standard 
system, but also includes a fuel evaporation leak detection pump with integral solenoid valve. It is capable of detecting 
holes in the EVAP system down to 0.5 mm (0.02 in.). The test is carried out at the end of a drive cycle, when the 
vehicle is stationary and the ignition switch has been turned off. The ECM maintains an earth supply to the Main relay 
to hold it on, so that power can be supplied to the leak detection pump.

First a reference measurement is established by passing the pressurised air through a by-pass circuit containing a 
fixed sized restriction. The restriction assimilates a 0.5 mm (0.02 in) hole and the current drawn by the pump motor 
during this procedure is recorded for comparison against the value to be obtained in the system test. The purge valve 
is held closed, and the reversing valve in the leak detection pump module is not energised while the leak detection 
pump is switched on. The pressurised air from the leak detection pump is forced through an orifice while the current 
drawn by the pump motor is monitored.

Next the EVAP system diagnostic is performed; the solenoid valve is energised so that it closes off the EVAP system's 
vent line to atmosphere, and opens a path for the pressurised air from the leak detection pump to be applied to the 
closed EVAP system. 

The current drawn by the leak detection pump is monitored and checked against that obtained during the reference 
measurement. If the current is less than the reference value, this infers there is a hole in the EVAP system greater 
than 0.5 mm (0.02 in) which is allowing the positive air pressure to leak out. If the current drawn by the pump motor 
is greater than the value obtained during the reference check, the system is sealed and free from leaks. If an EVAP 
system leak is detected, the ECM stores the fault in diagnostic memory and the MIL light on the instrument pack is 
illuminated. 

On NAS vehicles, the ECM works on a 2 trip cycle before illuminating the MIL. On EU-3 vehicles, the ECM works on 
a 3 trip cycle before illuminating the MIL.

Following the test, the solenoid valve is opened to normalise the EVAP system pressure and the system returns to 
normal purge operation at the start of the next drive cycle.  Possible reasons for an EVAP system leak test failure are 
listed below:

l

Fuel filler not tightened or cap missing.

l

Sensor or actuator open circuit.

l

Short circuit to vehicle supply or ground.

l

Either purge or solenoid valve stuck open.

l

Either purge or solenoid valve stuck shut.

l

Blocked pipe or air filter.

l

Piping broken or not connected.

l

Loose or leaking connection.

If the piping is broken forward of the purge valve or is not connected, the engine may run rough and fuelling adaptions 
will drift. The fault will not be detected by the leak detection test, but will be determined by the engine management 
ECM through the fuelling adaption diagnostics. This test can be run from TestBook.

EMISSION CONTROL - V8

17-2-42 DESCRIPTION AND OPERATION

Secondary air injection system

When the engine is started, the engine control module checks the engine coolant temperature and if it is below 55

°

 

C, the ECM grounds the electrical connection to the coil of the secondary air injection (SAI) pump relay.

A 12V battery supply is fed to the inertia switch via fuse 13 in the engine compartment fusebox. When the inertia 
switch contacts are closed, the feed passes through the switch and is connected to the coil of the Main relay. An earth 
connection from the Main relay coil is connected to the ECM. When the ECM completes the earth path, the coil 
energises and closes the contacts of the Main relay. 

The Main and Secondary Air Injection (SAI) pump relays are located in the engine compartment fusebox. When the 
contacts of the Main relay are closed, a 12V battery supply is fed to the coil of the SAI pump relay. An earth connection 
from the coil of the SAI pump relay is connected to the ECM. When the ECM completes the earth path, the coil 
energises and closes the contacts of the SAI pump relay to supply 12V to the SAI pump via fusible link 2 in the engine 
compartment fusebox. The SAI pump starts to operate, and will continue to do so until the ECM switches off the earth 
connection to the coil of the SAI pump relay. 

The SAI pump remains operational for a period determined by the ECM and depends on the starting temperature of 
the engine, or for a maximum operation period determined by the ECM if the target engine coolant temperature has 
not been reached in the usual time.

When the contacts of the main relay are closed, a 12V battery supply is fed to the SAI solenoid valve via Fuse 2 in 
the engine compartment fusebox.

The ECM grounds the electrical connection to the SAI vacuum solenoid valve at the same time as it switches on the 
SAI pump motor. When the SAI vacuum solenoid valve is energised, a vacuum is provided to the operation control 
ports on both of the vacuum operated SAI control valves at the exhaust manifolds. The control vacuum is sourced 
from the intake manifold depression and routed to the SAI control valves via a vacuum reservoir and the SAI vacuum 
solenoid valve.

The vacuum reservoir is included in the vacuum supply circuit to prevent vacuum fluctuations caused by changes in 
the intake manifold depression affecting the operation of the SAI control valves.

When a vacuum is applied to the control ports of the SAI control valves, the valves open to allow pressurised air from 
the SAI pump to pass through to the exhaust ports in the cylinder heads for combustion.

When the ECM has determined that the SAI pump has operated for the desired duration, it switches off the earth paths 
to the SAI pump relay and the SAI vacuum solenoid valve. With the SAI vacuum solenoid valve de-energised, the 
valve closes, cutting off the vacuum supply to the SAI control valves. The SAI control valves close immediately and 
completely to prevent any further pressurised air from the SAI pump entering the exhaust manifolds.

The engine coolant temperature sensor incurs a time lag in respect of detecting a change in temperature and the SAI 
pump automatically enters a 'soak period' between operations to prevent the SAI pump overheating. The ECM also 
compares the switch off and start up temperatures, to determine whether it is necessary to operate the SAI pump. 
This prevents the pump running repeatedly and overheating on repeat starts.

Other factors which may prevent or stop SAI pump operation include the prevailing engine speed / load conditions.

 

 

 

 

 

 

 

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