Um den optimalen Wirkungsgrad der Katalysatoren aufrecht zu erhalten, wird für die Verbrennung das ideale Luft-Kraftstoff-Verhältnis (Lambda = 1) angestrebt.
Zum Beurteilen der Abgaszusammensetzung werden die Lambdasonden vor dem Katalysator (Regelsonden) verwendet, sie sind am Auspuffkrümmer angebracht.
Die Lambdasonden messen den Restsauerstoff im Abgas und leiten entsprechende Spannungswerte an das Steuergerät weiter. Dort wird die Gemischzusammensetzung, falls notwendig, entsprechend korrigiert, indem die Einspritzzeiten verändert werden. Je nach Betriebszustand werden auch Lambdawerte größer oder kleiner Lamda=1 angestrebt. Bei Ausfall der Lambdasonde erfolgt die Steuerung vom Motor-Steuergerät aus mit einem festprogrammierten Ersatzwert.
Die Lambdasonden nach dem Katalysator dienen zur Überwachung der Regelsonden und zur Überwachung der Funktion des Katalysators.
Beim 4-Zylinder wird eine besondere Anordnung verwendet: Die Nach-Kat-Sonde der Bank1 ist zwischen Vor- und Unterboden-Katalysator angeordnet, die Nach-Kat-Sonde der Bank 2 liegt hinter dem Unterboden-Katalysator.
Pro Zylinderbank existieren je eine Sonde vor und eine Sonde nach dem Katalysator.
Die Funktion der Lambdasonden wird überwacht. Fehlfunktionen der Lambdasonden, z.B. verursacht durch die Verwendung von verbleitem Kraftstoff, werden im Motor-Steuergerät erkannt. Auch werden die Sondensignale vor Katalysator mit den Signalen nach dem Katalysator überprüft. Mit Temperaturmodellen wird der Zustand der Sonden überprüft.
Die Lambdasonden nach dem Katalysator sind die bisher bekannten Sprungsonden (sprungartige Spannungsänderung bei Lambda = 1). Die Lambdasonden vor dem Katalysator sind stetige Sonden, d.h. sie messen den Sauerstoffgehalt sowohl im fetten, ais auch im mageren Bereich und geben ein entsprechendes Signal aus. Diese Lambdasonden haben aufgrund des anderen Meßprinzips 6 anstatt 4 Pins im Stecker.
Da für die Betriebsbereitschaft der Lamdasonden vor dem Katalysator eine Temperatur von ca. 750 Grad C notwendig ist (350 Grad C bei Sonden nach Katalysator), werden alle Lambdasonden beheizt. Diese Heizung wird vom Motorsteuergerät angesteuert. Bei kaltem Motor ist die Heizung inaktiv, weil das vorhandene Kondenswasser eine heiße Sonde durch thermische Spannungen zerstören würde. Daher wird die Lambdaregelung erst kurz nach Motorstart aktiv. Die Sonde wird erst mit reduzierter Heizleistung erwärmt, um sie nicht durch thermische Spannungen zu belasten.