엔진의 연료량 제어가 피드백(Feed-back) 하고 있는 상태에서는, 엔진제어장치에 의해서 제어되는 연료량은 절대적으로 산소센서의 신호에 의존합니다. 따라서 산소센서의 신호에 있어서 중요한 것은 소위 변환점(Switching Point)라고 하는 Lean/Rich 반전 포인트입니다. 이 Switching Point는 대략 450~500mV사이에 있습니다. 이 포인트를 중심으로 조금만 전압이 높아도 농후로 판정하게 되고, 조금만 전압이 낮아도 희박으로 판정하게 되기 때문에, 이 포인트가 정확하지 않으면 정확한 연료량 제어를 할 수 없습니다.
그런데 산소센서의 신호에 있어서 출력전압의 기준이 되는 곳은 센서의 몸체로, 센서를 배기관의 어느 한 지점에 장착하기 때문에 센서의 몸체와 배기관은 맞닿아 있습니다. 한편, 산소센서의 출력은 엔진제어장치의 입력이 되는데, 엔진제어장치는 보통 조수석 앞부분의 차체 바닥 부근에 설치하는 경우가 많으므로, 엔진제어장치에서의 신호 기준은 차체가 됩니다. 만약, 배기관에서와 차체에서의 기준전압이 다르다면, 다른 만큼의 전압차가 생기게 되고 이 전압차는 그대로 연료제어에 반영되어 부정확한 제어를 하게 합니다. 이런 점을 보완하기 위하여 산소센서와 엔진제어장치의 접지를 동일하게 합니다. 접지를 동일하게 하는 방법은 산소센서에 출력신호라인 외에 접지라인을 하나 더 만드는 것입니다. 산소센서와 엔진제어장치 사이에서 허용되는 전위차는 대개 20~30mV 정도입니다.
또 시동을 걸고 난 후에 연료량 제어에 있어서 피드백제어를 하기 위해서는 몇 가지 조건이 만족되어야 합니다. 그런 조건들 중에 중요한 것은 엔진의 냉각수온이 정해진 값 이상으로 상승해야 한다는 것과 산소센서에서 신호가 출력되어야 한다는 것입니다. 산소센서가 충분히 활성화되지 않은 상태에서는 산소센서의 신호가 출력되지 않습니다. 산소센서는 주로 배기가스의 배기열로 가열되어 활성화가 됩니다만, 가능하면 빨리 활성화 시키는 것이 빨리 피드백 제어를 하게 하여 안정된 제어와 연료소비 절약, 그리고 유해배기가스의 배출저감 등을 도모할 수 있습니다. 이런 목적으로 인위적으로 산소센서 내부에 전기 히터(Heater)를 설치하여 시동과 동시에 산소센서를 가열 시키도록 하는 방법을 사용하고 있습니다. 이렇게 히터를 작동 시키기 위해서는 산소센서의 신호라인과는 별도로 2가닥의 전선이 필요합니다.
따라서 산소센서의 외형만으로도 산소센서의 기능의 차이를 아래 표와 같이 구별할 수 있습니다.
|
연결된 전선 수 |
신호 라인 |
접지 라인 |
히터 라인 |
기능 차이 |
|
1 |
1 |
- |
- |
활성화, 전위차 문제 있음. |
|
2 |
1 |
1 |
- |
활성화가 늦음. |
|
3 |
1 |
- |
2 |
접지 전위차 문제 있음. |
|
4 |
1 |
1 |
2 |
활성화, 전위차 문제 없음. |
