Chevrolet Workshop Service and Repair Manuals

Engine Control Module: Description and Operation
Electronic Ignition (EI) System

ELECTRONIC IGNITION (EI) SYSTEM DESCRIPTION

The electronic ignition (EI) system is responsible for producing and controlling a high energy secondary spark. This spark is used to ignite the
compressed air/fuel mixture at precisely the correct time. This provides optimal performance, fuel economy, and control of exhaust emissions. This
ignition system consists of a separate ignition coil connected to each spark plug by a short secondary wire. The driver modules within each coil assembly
are commanded ON/OFF by the engine control module (ECM). The ECM primarily uses engine speed and position information from the crankshaft and
camshaft position (CMP) sensors to control the sequence, dwell, and timing of the spark event. The EI system consists of the following components:

Crankshaft Reluctor Wheel
The crankshaft reluctor wheel is part of the crankshaft. The reluctor wheel consists of 58 teeth and a reference gap. Each tooth on the reluctor wheel is
spaced at 6 degrees apart from each other, for a total of 60-tooth spacing around the circumference of the wheel. The crankshaft reluctor wheel is
missing 2 of the 60 teeth. The 2 missing teeth are used to create 12 degrees of spacing, which is used for the reference or sync pulse. The sync pulse is
used by the engine control module (ECM) to synchronize the coil firing with the crankshaft position, while the other teeth provide cylinder location
during each crankshaft revolution.

Crankshaft Position (CKP) Sensor
The crankshaft position (CKP) sensor is a 3-wire sensor that provides a digital output signal. The wire circuits consist of an engine control module
(ECM) supplied 5-Volt reference circuit, a low reference circuit between the CKP sensor and the ECM, and an output signal circuit from the CKP
sensor to the ECM. The CKP sensor detects magnetic flux changes of the teeth and slots of the 58-tooth reluctor on the crankshaft. The CKP sensor
provides an ON/OFF DC voltage of varying frequency, with 58 output pulses per each crankshaft revolution. The frequency of the CKP sensor output
signal depends on the speed of the crankshaft. The CKP sensor sends a digital square wave signal, which represents an image of the teeth on the
reluctor wheel, to the ECM. The 12 degree reference gap on the reluctor wheel is used to identify crankshaft position. The CKP information, along
with the camshaft position (CMP) sensor information is used to determine the correct time and sequence for fuel injection, ignition spark events,
detect cylinder misfire, and the camshaft to crankshaft relative position.

Camshaft Reluctor Wheel
The camshaft reluctor wheel is part of the camshaft gear. The reluctor wheel contains a pattern of 2 narrow teeth, and 2 wide teeth around the
circumference of the wheel. The falling or trailing edges of the 4 teeth are evenly spaced at 90 degrees apart. The engine control module (ECM)
recognizes the narrow and wide tooth patterns to identify camshaft position, or which cylinder is in compression, and which is in exhaust. The ECM
also uses the reluctor wheel information to determine the camshaft relative position to the crankshaft position.

Camshaft Position (CMP) Sensor
The camshaft position (CMP) sensor is a 3-wire sensor that provides a digital output signal. The wire circuits consist of an engine control module
(ECM) supplied 5-Volt reference circuit, a low reference circuit between the CMP sensor and the ECM, and an output signal circuit from the CMP
sensor to the ECM. The CMP sensor detects magnetic flux changes between the teeth and slots on the 4-tooth reluctor wheel. The CMP sensor
provides a digital ON/OFF DC voltage of varying frequency, with 4 varying width output pulses, per each camshaft revolution. The frequency of the
CMP sensor output signal depends on the speed of the camshaft. The ECM will recognize the narrow and wide tooth patterns to identify camshaft
position, or which cylinder is in compression and which is in exhaust. The information is then used to determine the correct time and sequence for fuel
injection and ignition spark events. The ECM also uses the CMP sensor output signal to determine the camshaft relative position to the crankshaft
position.

Ignition Coils
Each ignition coil has an ignition 1 voltage feed and a ground circuit. The engine control module (ECM) supplies a low reference and an ignition
control (IC) circuit. Each ignition coil contains a solid state driver module. The ECM will command the IC circuit ON, which allows the current to
flow through the primary coil windings for the appropriate time or dwell. When the ECM commands the IC circuit OFF, this will interrupt current
flow through the primary coil windings. The magnetic field created by the primary coil windings will collapse across the secondary coil windings,
which induces a high voltage across the spark plug electrodes. The primary coils are current limited to prevent overloading if the IC circuit is held ON
for an extended time. The spark plugs are connected to their respective coils by a short secondary wire. The spark plugs are tipped with iridium for
long life and efficiency.

Engine Control Module (ECM)
The engine control module (ECM) controls all ignition system functions, and constantly corrects the basic spark timing. The ECM monitors
information from various sensor inputs that include the following:
-

The throttle position (TP) sensor

-

The engine coolant temperature (ECT) sensor

-

The mass air flow (MAF) sensor

-

The intake air temperature (IAT) sensor

-

The vehicle speed sensor (VSS)

-

The transmission gear position or range information sensors

-

The engine knock sensors (KS)

Modes of Operation