Discovery 2. Manual - part 491

 

  Index      Land Rover     Land Rover Discovery 2 - service manual 1999 year

 

Search            

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  489  490  491  492   ..

 

 

Discovery 2. Manual - part 491

 

 

ENGINE MANAGEMENT SYSTEM - V8

DESCRIPTION AND OPERATION 18-2-43

Operation - engine management

Fuel quantity
The ECM controls engine fuel quantity by providing sequential injection to the cylinders. Sequential injection allows 
each injector to deliver fuel to the cylinders in the required firing order. 

To achieve optimum fuel quantity under all driving conditions, the ECM provides an adaptive fuel strategy. 

Conditions
Adaptive fuel strategy must be maintained under all throttle positions except:

l

Cold starting.

l

Hot starting.

l

Wide open throttle.

l

Acceleration.

All of the throttle positions mentioned above are deemed to be 'open loop'. Open loop fuelling does not rely on 
information from the HO

2

 sensors, but the air/ fuel ratio is set directly by the ECM. During cold start conditions the 

ECM uses ECT information to allow more fuel to be injected into the cylinders to facilitate cold starting. This strategy 
is maintained until the HO

2

 sensors are at working temperature and can pass exhaust gas information to the ECM. 

Because of the specific nature of the other functions e.g. hot starting, idle, wide open throttle, and acceleration they 
also require an 'open loop' strategy. For NAS vehicles with secondary air injection for cold start conditions, refer to 
the Emissions section. 
 

 + 

 EMISSION CONTROL - V8, DESCRIPTION AND OPERATION, Secondary air injection system.

Adaptive fuel strategy also allows for wear in the engine and components, as well as slight differences in component 
signals, as no two components will give exactly the same readings.

Function
To be able to calculate the amount of fuel to be injected into each cylinder, the ECM needs to determine the amount 
of air mass drawn into each cylinder. To perform this calculation, the ECM processes information from the following 
sensors:

l

Mass air flow (MAF) sensor. 

l

Crank speed and position (CKP) sensor. 

l

Engine coolant temperature (ECT) sensor.

l

Throttle position (TP) sensor. 

During one engine revolution, 4 of the 8 cylinders draw in air. The ECM uses CKP sensor information to determine 
that one engine revolution has taken place, and the MAF sensor information to determine how much air has been 
drawn into engine. The amount of air drawn into each cylinder is therefore 1/4 of the total amount measured by the 
ECM via the MAF sensor.

The ECM refers the measured air mass against a fuel quantity map in its memory and then supplies an earth path to 
the relevant fuel injector for a period corresponding to the exact amount of fuel to be injected into the lower inlet 
manifold. This fuel quantity is in direct relation to the air mass drawn into each cylinder to provide the optimum ratio.

During adaptive fuelling conditions, information from the heated oxygen sensors (HO

2

S) is used by the ECM to correct 

the fuel quantity to keep the air/ fuel ratio as close to the stoichiometric ideal as possible.

ENGINE MANAGEMENT SYSTEM - V8

18-2-44 DESCRIPTION AND OPERATION

Closed loop fuelling
The ECM uses a closed loop fuelling system as part of its fuelling strategy. The operation of the three-way catalytic 
converter relies on the ECM being able to optimise the air/ fuel mixture, switching between rich and lean either side 
of lambda one. Closed loop fuelling is not standard for all markets, vehicles that are not fitted with HO

2

S do not have 

closed loop fuelling. 

The ideal stoichiometric ratio is represented by 

λ

 =1. The ratio can be explained as 14.7 parts of air to every 1 part of 

fuel.

Conditions
To achieve closed loop fuelling, the ECM interacts with the following components:

l

HO

2

S.

l

Fuel injectors.

Closed loop fuelling is a rolling process controlled by the ECM. The ECM uses information gained from the CKP, ECT, 
MAF/ IAT and the TP sensors, to operate under the following conditions:

l

Part throttle.

l

Light engine load. 

l

Cruising.

l

Idle.

Function
When the engine is operating in the above conditions, the ECM implements the closed loop fuelling strategy. The air/ 
fuel mixture is ignited by the high tension (ht) spark in the combustion chambers and the resulting gas is expelled into 
the exhaust pipe. Upon entering the exhaust pipe the exhaust gas passes over the protruding tip of the HO

2

S. The 

HO

2

S measures the oxygen content of the gas compared to that of ambient air and converts it into a voltage, which 

is measured by the ECM.

The voltage signal read by the ECM is proportional to the oxygen content of the exhaust gas. This signal can then be 
compared to stored values in the ECM's memory and an adaptive strategy can be implemented.

If the HO

2

S informs the ECM of an excess of oxygen (lean mixture), the ECM extends the opening time of the fuel 

injectors via the Injector Pulse Width (IPW) signal. Once this new air/ fuel ratio has been 'burnt' in the combustion 
chambers the HO

2

S can again inform the ECM of the exhaust gas oxygen content, this time there will be a lack of 

oxygen or a rich mixture. The ECM reduces the opening time of the injectors via the IPW signal using the ECM's 
adaptive fuel strategy. During closed loop fuelling the HO

2

S will constantly switch from rich to lean and back again, 

this indicates that the ECM and the HO

2

S are operating correctly.

Open loop fuelling
Open loop fuelling does not rely on information from the HO

2

S, but the air/ fuel ratio is set directly by the ECM, which 

uses information gained from the ECT, MAF/ IAT, the TP sensors and also the vehicle speed sensor (VSS). The ECM 
uses open loop fuelling under the following conditions:

l

Cold start.

l

Hot start. 

l

Wide open throttle.

l

Acceleration. 

The ECM uses open loop fuelling to control fuel quantity in all non adaptive strategy conditions. The ECM implements 
fuelling information carried in the form of specific mapped data contained within its memory. 

Because there is no sensor information (e.g. HO

2

S), provided back to the ECM, the process is called an 'open loop'.

The ECM will also go into open loop fuelling if a HO

2

S fails.

ENGINE MANAGEMENT SYSTEM - V8

DESCRIPTION AND OPERATION 18-2-45

Ignition timing
The ignition timing is an important part of the ECM adaptive strategy. Ignition is controlled by a direct ignition system 
using two four-ended coils operating on the wasted spark principle.

When the ECM triggers an ignition coil to spark, current from the coil travels to one spark plug, then jumps the gap at 
the spark plug electrodes, igniting the mixture in the cylinder in the process. Current continues to travel along the earth 
path (via the cylinder head) to the spark plug negative electrode at the cylinder that is on the exhaust stroke. The 
current jumps across the spark plug electrodes and back to the coil completing the circuit. Since it has simultaneously 
sparked in a cylinder that is on the exhaust stroke, it has not provided an ignition source there and  is consequently 
termed 'wasted'.

Conditions
The ECM calculates ignition timing using input from the following:

l

CKP sensor.

l

Knock sensors (KS).

l

MAF sensor.

l

TP sensor (idle only).

l

ECT sensor.

Function
At engine start up, the ECM sets ignition timing dependent on ECT information and starting rev/min from the CKP. As 
the running characteristics of the engine change, the ignition timing changes. The ECM compares the CKP signal to 
stored values in its memory, and if necessary advances or retards the spark via the ignition coils.

Ignition timing is used by the ECM for knock control.

Knock control
The ECM uses active knock control to prevent possible engine damage due to pre-ignition. This is achieved by 
converting engine block noise into a suitable electrical signal that can be processed by the ECM. A major contributing 
factor to engine 'knock' is fuel quality, the ECM can function satisfactorily on 91 RON fuel as well as the 95 RON fuel 
that it is calibrated for.

Conditions
The ECM knock control system operates as follows:

l

Hot running engine.

l

91 or 95 RON fuel.

Function
The ECM knock control uses two sensors located one between the centre two cylinders of each bank. The knock 
sensors consist of piezo ceramic crystals that oscillate to create a voltage signal. During pre-ignition, the frequency 
of crystal oscillation increases which alters the signal output to the ECM.

If the knock sensors detect pre-ignition in any of the cylinders, the ECM retards the ignition timing by 3

°

 for that 

particular cylinder. If this action stops the engine knock, the ignition timing is restored to its previous figure in 
increments of 0.75

°

. If this action does not stop engine knock then the ECM retards the ignition timing a further 3

°

 up 

to a maximum of -15

°

 and then restores it by 0.75

°

 and so on until the engine knock is eliminated. 

The ECM also counteracts engine knock at high intake air temperatures by retarding the ignition as above. The ECM 
uses the IAT signal to determine air temperature.

ENGINE MANAGEMENT SYSTEM - V8

18-2-46 DESCRIPTION AND OPERATION

Idle speed control
The ECM regulates the engine speed at idling. The ECM uses the idle air control valve (IACV) to compensate for the 
idle speed drop that occurs when the engine is placed under greater load than usual. When the throttle is in the rest 
position i.e. it has not been pressed, the majority of intake air that the engine consumes comes from the idle air control 
valve.

IACV control idle speed
Conditions in which the ECM operates the IACV control idle speed is as follows:

l

If any automatic transmission gears other than P or N are selected.

l

If air conditioning is switched on.

l

If cooling fans are switched on.

l

Any electrical loads activated by the driver.

Function
The idle air control valve utilises two coils that use opposing pulse width modulated (PWM) signals to control the 
position of a rotary valve. If one of the circuits that supplies the PWM signal fails, the ECM closes down the remaining 
signal preventing the idle air control valve from working at its maximum/ minimum setting. If this should occur, the idle 
air control valve assumes a default idle position at which the engine idle speed is raised to 1200 rev/min with no load 
placed on the engine.

Evaporative emission control
Due to increasing legislation, all new vehicles must be able to limit evaporative emissions (fuel vapour) from the fuel 
tank. 

The ECM controls the emission control system using the following components:

l

EVAP canister.

l

Purge valve.

l

Canister vent solenoid (CVS) valve – (NAS vehicles with vacuum type EVAP system leak detection capability 
only)

l

Fuel tank pressure sensor – (NAS vehicles with vacuum type EVAP system leak detection capability only)

l

Fuel leak detection pump – (NAS vehicles with positive pressure type EVAP system leak detection capability 
only)

l

Interconnecting pipe work.

Refer to Emissions section for operating conditions of evaporative emission systems. 
 

 + 

 EMISSION CONTROL - V8, DESCRIPTION AND OPERATION, Evaporative emission control operation.

On-Board Diagnostics (OBD) - North American Specification vehicles only
The ECM monitors performance of the engine for misfires, catalyst efficiency, exhaust leaks and evaporative control 
loss. If a fault occurs, the ECM stores the relevant fault code and warns the driver of component failure by illuminating 
the Malfunction Indicator Light in the instrument pack.

 On vehicles fitted with automatic gearbox, the ECM combines with the Electronic Automatic Transmission (EAT) ECU 
to provide the OBD strategy.

Conditions
If the OBD function of the ECM flags a fault during its operation, it falls into one of the following categories:

l

min = minimum value of the signal exceeded.

l

max = maximum value of the signal exceeded.

l

signal   = signal not present.

l

plaus = an implausible condition has been diagnosed.

 

 

 

 

 

 

 

Content   ..  489  490  491  492   ..