Volvo Workshop Service and Repair Manuals

Oxygen Sensor: Description and Operation

HEATED OXYGEN SENSORS

Front Oxygen Sensor

The Front Heated Oxygen Sensor (HO2S) is used to supply the Engine Control Module (ECM) with information about the air/fuel mixture.

The heated oxygen sensor (HO2S) is mounted upstream of the Three-Way Catalytic Converter (TWC). The heated oxygen sensor (HO2S), which is
heated electrically, produces an output voltage which is a function of oxygen content in exhaust gases.

To measure the oxygen content, the heated oxygen sensor (HO2S) requires a supply of ambient air as a reference. This reference air reaches the heated
oxygen sensor (HO2S) via its cabling. This means that cabling must not be trapped or damaged in any other way. The heated oxygen sensor (HO2S)
connectors must not be lubricated as the oil would interfere with the reference air.

The engine control module (ECM) will adopt substitute values if the front heated oxygen sensor (HO2S) signal is missing or faulty.

Rear Oxygen Sensor

Cars in certain markets are also equipped with a rear heated oxygen sensor (HO2S) installed downstream of the three-way catalytic converter (TWC)
which measures the oxygen content of exhaust gases there.

This is to:

- 

Make heated oxygen sensor (HO2S) control more accurate

- 

Check if the front heated oxygen sensor (HO2S) has aged

- 

Check that the three-way catalytic converter (TWC) is working.

The rear heated oxygen sensor (HO2S) differs from the front unit in that it reacts somewhat more slowly and that the sensor element has a smaller
hole.

Function

The heated oxygen sensor (HO2S) only operates above certain temperature , approx. 285°C. Normal operating temperature is in the range 350 - 850°
C.

The heated oxygen sensor (HO2S) is heated electrically. One terminal is supplied with 12 V by the main relay, while a second terminal is connected to
the engine control module (ECM). When this terminal is grounded, a current flows through the PTC resistor in the heated oxygen sensor (HO2S).

When the heated oxygen sensor (HO2S) is cold, the value of the PTC resistance is low and the current in the circuit is high. The engine control
module (ECM) pulses the current initially to prevent damage to the PTC resistor. The resistance increases and the current falls and becomes
continuous as the temperature rises. The heating period is short, approx. 30 seconds.

The heated oxygen sensor (HO2S) can be damaged if it is exposed to condensed moisture from the engine while the device is hot.

Heating of the heated oxygen sensor (HO2S) starts immediately the engine is started. When sensor temperature reaches 350°C it is maintained at a
constant level until exhaust gas temperature at the front heated oxygen sensor (HO2S) and catalytic converter temperature at the rear heated oxygen
sensor (HO2S) are high. This is to ensure that the temperature around the sensors is high enough to avoid water condensing onto them.