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1. WO2008077745 - VERFAHREN ZUM BETREIBEN EINES SENSORELEMENTS UND SENSORELEMENT ZUR BESTIMMUNG DER KONZENTRATION VON GASKOMPONENTEN IN EINEM GASGEMISCH

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

Beschreibung

Titel

Verfahren zum Betreiben eines Sensorelements und Sensorelement zur Bestimmung der
Konzentration von Gaskomponenten in einem Gasgemisch

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Sensorelements und ein Sensorelement zur Bestimmung der Konzentration von Gaskomponenten in einem Gasgemisch, insbesondere zur Kon-zentration von Gaskomponenten im Abgas von Brennkraftmaschinen, nach der Gattung der unabhängigen Ansprüche 1 und 7.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind auch Computerprogramm sowie ein Computerprogrammprodukt mit einem Programmcode, der auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert ist, zur Durchführung des Verfahrens.

Im Stand der Technik sind unterschiedliche Konzentrationssonden bekannt. So werden beispielsweise sogenannte Sprungsonden zur Bestimmung der Luftzahl eingesetzt. Bei diesen Sprungsonden wird das Potenzial einer abgasseitigen Elektrode relativ zu einer sauerstoffbespülten Referenzelektrode gemessen. Dieses Potenzial ändert sich über weite Lambda-Bereiche nur geringfügig. Bei Lambda =

1 dagegen springt das Potenzial um mehrere Hundert mV. Dieser Sprung in der Kennlinie der Sprungsonde wird zur Bestimmung des Lambda= I-Punktes verwendet.

Darüber hinaus werden zur Bestimmung der Luftzahl sogenannte Breitband-Lambda-Sonden einge-setzt. Sie bestehen im Wesentlichen aus einer Kombination von herkömmlicher, als galvanische Zelle wirkender Konzentrationssonde (Nernst-Sonde) sowie einer Grenzstrom- oder„Pump"-Zelle. An der Pumpzelle, die von gleicher Art ist wie eine übliche Konzentrationszelle, wird lediglich von außen eine Spannung angelegt. Ist die Spannung groß genug, stellt sich ein„Grenzstrom' ein, der proportional dem Unterschied der Sauerstoff konzentration auf beiden Seiten der Sonde ist. Mit dem Strom werden-polaritätsabhängig-Sauerstoffatome transportiert. Eine elektronische Regelschaltung bewirkt, dass der Konzentrationssonde von der Pumpzelle über einen sehr engen Diffusionsspalt immer genau so viel Sauerstoff aus dem Abgas zugeführt wird, dass an ihr der Zustand Lambda = 1 herrscht. Bei Luftüberschuss im Abgas, im sogenannten Magerbereich, wird demgemäß Sauerstoff abgepumpt, wohingegen bei geringem Restsauerstoffgehalt des Abgases, im sogenannten fetten Bereich, durch Umkehrung der Pumpspannung Sauerstoff zugeführt wird. Der jeweilige Pumpstrom, der proportional zum Sauerstoff- oder Fettgasgehalt im Abgas ist, bildet das Ausgangssignal. Die Messung der Konzentration im Messhohlraum erfolgt anhand der Bestimmung der Nernst-Spannung zwischen der Nernst-Elektrode im Hohlraum und einer sauerstoffbespülten Referenzelektrode im Referenzraum. Derartige Sensoren gehen aus der Buchveröffentlichung Bosch Kraftfahrtechnisches Taschenbuch, 25. Auflage, 2003 hervor, auf die vorliegend Bezug genommen wird.

Sowohl bei Breitband-Lambda-Sonden als auch bei Sprungsonden wird die Referenzelektrode dabei entweder über einen Referenzgaskanal oder über eine zusätzliche Sauerstoffpumpe (gepumpte Referenz') mit Sauerstoff versorgt (,bespülf).

Um eine derartige Sonde auf Betriebstemperatur zu bringen, ist ferner eine Heizeinrichtung vorgesehen, die in den das Sensorelement bildenden Festelektrolyten eingebettet ist.

Bei einer Breitband-Lambda-Sonde mit einem Referenzgaskanal wirkt sich dieser nachteilig auf die thermische Ankopplung der Pumpzelle an den Heizer aus. Bei Breitband-Lambda-Sonden und bei Sprungsonden, bei denen die Referenzelektrode in den Festelektrolyten eingebettet ist, ist die gepumpte Referenz mit einer Polarisation der Messelektrode verbunden. Darüber hinaus ist bei sämtli-chen Gassensoren eine Anfälligkeit für eine Vergiftung der Referenzelektrode durch Fettgas festzustellen. So können beispielsweise bei Lambda-Sonden mit einem Referenzluftkanal Fettgase durch diesen Kanal zur Referenzelektrode gelangen. Bei Breitband-Lambda-Sonden mit einer gepumpten Referenz muss die Elektrodenzuleitung offen genug ausgeführt werden, um den Sauerstoffabtransport zu ermöglichen. Dies führt aber dazu, dass in den Betriebsarten, in denen die Sonde oder die gepumpte Referenz nicht betrieben wird, Fettgase eindringen können.
Dieses Phänomen wird als„Characteristic Shift Dowri' (CSD) bezeichnet.

Offenbarung der Erfindung

Vorteile der Erfindung

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Betreiben eines Gassensors mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und der Gassensor zur Bestimmung der Konzentration von Gaskomponenten in einem Gasgemisch mit den Merkmalen des Anspruchs 7 weisen demgegenüber den Vorteil auf, dass die Referenzelektrode ohne Referenzpumpstrom und ohne Referenzluftkanal betrieben wird. Die Referenzelektrode wird vielmehr als, biegende Referenz' betrieben. Sie ist vollständig und gasdicht in den Festelektrolyten eingebettet und ist auf diese Weise weniger anfällig für Vergiftungen durch Fettgas. Ein Abgleich der Referenzelektrode wird dadurch auf sehr einfache Weise erreicht, dass in vorgegebenen Betriebsarten der Brennkraftmaschine bei sich selbsttätig einstellender, nicht vorgegebener Gasatmosphäre die sich zwischen der Referenzelektrode und der Nernst-Elektrode einstellende Spannung ermittelt wird.

Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen des in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Verfahrens und des Sensorelements möglich.

So ist eine derartige fliegende Referenz vorteilhafterweise sowohl bei einer Sprungsonde als auch bei einer Breitbandsonde vorgesehen.

Bei einer Sprungsonde ist dabei die die Nernst-Elektrode bildende Elektrode eine dem Gasgemisch über eine poröse Schutzschicht ausgesetzte Außenelektrode. Bei einer Breitband-Lambda-Sonde ist neben der Nernstzelle, welche die Nernst-Elektrode und die Referenzelektrode umfasst, eine Pumpzelle vorgesehen mit einer Außenpumpelektrode und einer Innenpumpelektrode. Die Innenpump-elektrode kann zusammen mit der Nernst-Elektrode auf an sich bekannte Weise in einem Messhohlraum angeordnet sein, der durch eine Diffusionsbarriere von dem Abgas getrennt ist und sich im Inneren des Festelektrolyten befindet.

Die Betriebsarten der Brennkraftmaschine, in denen die sich zwischen der Referenzelektrode und der Nernst-Elektrode einstellende Abgleich-Spannung ermittelt wird, sind bevorzugt der Schubbetrieb des Fahrzeugs oder eine Betriebsart des Fahrzeugs, in der die Luftzahl Lambda = 1 beträgt oder ein Fett-Betrieb der Brennkraftmaschine.

Diese Betriebsart kann beispielsweise festgestellt werden durch eine zweite Sonde oder durch einen Grenzstrombetrieb der Pumpzelle der Breitband-Lambda-Sonde selbst.

Wenn bei Erfassung die sich zwischen der Referenzelektrode und der Nernst-Elektrode in diesen vorgegebenen Betriebsarten einstellende Spannung eine vorgebbare erste Schwelle unterschreitet oder eine vorgebbare zweite Schwelle überschreitet, wird zur Einstellung einer optimalen Betriebsweise bevorzugt über einen vorgebbaren definierten Zeitraum ein positiver bzw. negativer Pumpstrom in die Referenzelektrode eingespeist.

Der erfindungsgemäße Gassensor ist dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzelektrode gasdicht in den Festelektrolyten eingebettet ist und damit sehr vorteilhaft gegenüber Vergiftungen durch Fettgas weniger empfindlich ist als dies bei aus dem Stand der Technik bekannten Lambda-Sonden der Fall ist.

Bevorzugt weist die Referenzelektrode auch ein großes Volumen, insbesondere eine große flächige Ausdehnung auf, um die Speicherfähigkeit zu verbessern und so die Referenzspannung gegenüber Änderungen träger zu machen. Hierdurch ist ein Einspeisen eines positiven oder negativen Pumpstroms der Referenzelektrode erst nach einer wesentlich längeren Zeit, beispielsweise erst nach eini-gen Stunden notwendig im Gegensatz zu aus dem Stand der Technik bekannten Referenzelektroden, die alle kleinere Volumina und einen Zugang von außen aufweisen.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine aus dem Stand der Technik bekannte Breitband-Lambda-Sonde mit Referenzluftkanal;

Fig. 2 eine aus dem Stand der Technik bekannte Breitband-Lambda-Sonde mit eingebetteter Refe- renzelektrode, die mit einem Referenzpumpstrom betrieben wird;
Fig. 3 einen erfindungsgemäßen als Breitband-Lambda-Sonde ausgeführten Gassensor mit einer
Mess- und Auswerteschaltung,
Fig. 4 einen erfindungsgemäßen als Sprungsonde ausgeführten Gassensor und
Fig. 5 schematisch das Ablaufdiagramm des Verfahrens zum Betreiben eines Gassensors gemäß vorliegender Erfindung.

Ausführungsformen der Erfindung

In Fig. 1 ist ein aus dem Stand der Technik bekanntes, auch als Breitband-Lambda-Sonde bezeichne-tes Sensorelement zur Bestimmung der Konzentration von Gaskomponenten in einem Gasgemisch, insbesondere der Konzentration der Gaskomponenten im Abgas von Brennkraftmaschinen dargestellt. Dieses Sensorelement weist einen dem Abgas der (nicht dargestellten) Brennkraftmaschine bzw. einem sonstigen Gasgemisch ausgesetzten planaren Sensorkörper 10 auf. Der Sensorkörper 10 selbst umfasst einen Festelektrolyten 12, z.B. eine mit Y2O3 stabilisierte ZrCVKeramik, in der ein beispielsweise ringförmiger Hohlraum 13 ausgebildet ist. Der Hohlraum 13 steht über eine zentrale Öffnung 14, die im Wesentlichen senkrecht in den Festelektrolyten 12 eingebracht ist, mit dem Abgas über eine poröse Diffusionsbarriere 15 in Verbindung.

Auf der Oberseite des Festelektrolyten 12 ist eine von einer porösen Schutzschicht 23 überdeckte, großflächige Außenpumpelektrode 16 und innerhalb des Hohlraums 13 ist auf der der Außenpump-elektrode 16 abgewandten Seite des Festelektrolyten 12 eine Innenpumpelektrode 17 angeordnet. Die Innenpumpelektrode 17 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel kreisringförmig ausgebildet und an ein Nullpotenzial gelegt.

Die Außenpumpelektrode 16 und die Innenpumpelektrode 17 bilden zusammen mit dem Festelektrolyten 12 eine Pumpzelle 19.

Eine Referenzelektrode 42 ist im Inneren eines Referenzgasvolumens 40 an dem Festelektrolyten 12 angeordnet. Eine Nernst-Elektrode 50 ist im Bereich des auch als Messgasraum bezeichneten Hohl-raums 13 der Innenpumpelektrode 17 gegenüberliegend und wie diese kreisringförmig ausgebildet. Die Nernst-Elektrode 50 liegt wie auch die Innenpumpelektrode 17 auf Nullpotenzial.

Die Innenpumpelektrode 17 und die im Referenzgasvolumen 40 angeordnete Referenzelektrode 42 bilden zusammen eine Nernst- bzw. Konzentrationszelle 45.

Unterhalb des Hohlraums 13 und des Referenzgasvolumens 40 ist ein Heizer 22 in einer Heizerisolationsschicht angeordnet, der beispielsweise mäanderförmig ausgebildet sein kann. Der Heizer 22 heizt den Festelektrolyten 12 auf eine vorgebbare, für die Messung erforderliche Temperatur auf. Hierzu ist eine in der Figur nicht dargestellte, an sich bekannte Steuerschaltung vorgesehen.

Zur Signalerfassung und-auswertung ist eine Mess- und Auswerteschaltung vorgesehen, die im Wesentlichen einen Differenzverstärker 68 umfasst, an dessen einem Eingang eine Referenzspannung anliegt, die bevorzugt 450 mV beträgt, und dessen anderer Eingang mit der Referenzelektrode 42 elektrisch leitend verbunden ist. Der Ausgang des Differenzverstärkers 68 ist über einen Stromteiler bestehend aus einem Messwiderstand RM 70 und einem Abgleichwiderstand RAbg 69 an die äußere Pumpelektrode 16 geführt. Die über dem Messwiderstand RM abfallende Spannung ist proportional dem Pumpstrom, der der äußeren Pumpelektrode 16 zugeführt wird und dieser wiederum stellt ein Maß dar für die Luftzahl Lambda in dem Abgas der Brennkraftmaschine.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Gassensor wirkt sich der Referenzgaskanal 40 dahingehend nachteilig aus, dass er eine thermische Ankopplung der Pumpzelle 19 an die Heizung 22 negativ beeinflusst.

Der Referenzgaskanal stellt nämlich im weitesten Sinne eine Wärmeisolation dar. Darüber hinaus können in den Referenzgaskanal 40 Fettgase eindringen, die zu einer Vergiftung der Referenzelektrode 42 führen, was als sogenanntes Characteristic Shift Down (CSD) bekannt ist.

Einen solchen Referenzgaskanal 40 weist der in Fig. 2 dargestellte ebenfalls aus dem Stand der

Technik bekannte Gassensor nicht auf. Bei der in Fig. 2 dargestellten Breitband-Lambda-Sonde sind gleiche Elemente wie die in Fig. 1 dargestellten mit den gleichen Bezugszeichen versehen, sodass bezüglich deren Beschreibung auf das Vorstehende vollinhaltlich Bezug genommen wird. Im Gegensatz zu dem in Fig. 1 dargestellten Gassensor ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Gassensor die Refe-renzelektrode 42 in den Festelektrolyten 12 eingebettet. Eingebettet bedeutet hierbei, dass sowohl die Referenzelektrode 42 als auch deren Zuleitung offen ausgeführt sind, also beispielsweise als Cermet ausgeführt sind, um so einen Sauerstoffabtransport zu ermöglichen. Diese offene Ausführung insbesondere auch der Elektrodenzuleitung erlaubt es, dass dann, wenn die Sonde nicht betrieben wird, Fettgase eindringen können, die zu der vorstehend erwähnten Vergiftung der Referenzelektrode 42 führen.

Um dieses Problem zu beseitigen, sieht die Erfindung eine sogenannte, biegende Referenz' vor. Ein erfindungsgemäßer Gassensor in Form einer Breitbandsonde ist in Fig. 3 dargestellt, wobei bei dem in Fig. 3 dargestellten Gassensor gleiche Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen sind wie bei den in Fig. 1 und Fig. 2 dargestellten Gassensoren. Im Gegensatz zu dem in Fig. 2 dargestellten Gassensor ist bei dem in Fig. 3 dargestellten Gassensor die Referenzelektrode 42 vollständig und gasdicht in dem Festelektrolyten 12 eingebettet. Die Elektrodenzuleitung 43 ist hier anders als bei dem in Fig. 2 dargestellten Gassensor nicht offen ausgeführt, sondern als metallische Leitung, insbesondere als Platinleitung. Hierdurch wird ein Gasmolekültransport über die Elektrodenzuleitung ver-hindert.

Eine andere Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Gassensors in Form einer Sprungsonde ist schematisch in Fig. 4 dargestellt.

Bei dieser Sprungsonde sind die sich entsprechenden Elemente mit den gleichen Bezugszeichen versehen wie bei den in Figuren 1 , 2 und 3 dargestellten Gassensoren. Auch hier ist die Referenzelektrode 42 vollständig und gasdicht in dem Festelektrolyten 12 eingebettet. Die Elektrodenzuleitung 43 ist auch hier nicht offen ausgeführt, sondern als metallische Leitung, insbesondere als Platinleitung realisiert, um ein Gasmolekültransport über die Elektrodenzuleitung zu verhindern. Die die Nernst-Elektrode bildende Elektrode ist in diesem Fall die Außenelektrode, die in Fig. 4 zur Wahrung einer einheitlichen Bezeichnung mit dem Bezugszeichen 50 versehen ist.

Das Verfahren zum Betreiben eines derartigen Gassensors ist nun dadurch gekennzeichnet, dass die Referenzelektrode 42 ohne Referenzpumpstrom betrieben wird. Das Potenzial, auf dem sich die Referenzelektrode 42 befindet, stellt sich selbsttätig und ohne Anwesenheit einer Gasatmosphäre ein.

Dieses Potenzial wird in regelmäßigen Abständen bestimmt durch Messung der zwischen der Referenzelektrode 42 und der Nernst-Elektrode 50 abfallenden Spannung U. Um eine zu große Anreicherung von Sauerstoff an der Referenzelektrode durch den Strom der Spannungsmessvorrichtung zu vermeiden, kann die Spannungsmessung auch mit alternierender Stromrichtung erfolgen. Die so er-mittelte Spannung wird in einer Schaltungseinheit 80 durch Addition und Subtraktion entsprechender Werte so verändert, dass am invertierenden Eingang des Differenzverstärkers 68 wiederum die Referenzspannung U = 450 mV anliegt. Im Falle einer Sprungsonde wird die gegebenenfalls durch Addition oder Subtraktion ermittelte Spannung in einem Motorsteuergerät verarbeitet und als Regelwert zur Steuerung einer den Verbrennungsvorgang beeinflussenden Größe hinterlegt.

Die Bestimmung der sich zwischen der Referenzelektrode 42 und der Nernst-Elektrode 50 einstellenden Spannung bei einer vollständig in den Festelektrolyten 12 eingebetteten Referenzelektrode 42 erfolgt in bestimmten Betriebszuständen der Brennkraftmaschine, beispielsweise in regelmäßigen Abständen durch einen„Schubabgleich'. Während dieser Bestimmung wird der Pumpstrom der Pump-zelle im Falle einer Breitband-Lambda-Sonde abgeschaltet. Die Sprungsonde wird stromlos betrieben. In diesem Falle, wenn sich also das die Brennkraftmaschine aufweisende Fahrzeug im Schubbetrieb befindet, strömt nur Umgebungsluft durch die Brennkraftmaschine und das Abgassystem. Die zwischen Nernst-Elektrode 50 und Referenzelektrode 42 anliegende Spannung wird dabei gemessen und in der Schaltungseinheit 80 bzw. im Falle der Sprungsonde in dem Motorsteuergerät ein Wert von 450 mV hinzuaddiert. Der resultierende Spannungswert wird gespeichert und als Regelpunkt für ein Lambda=l-Gas im Messhohlraum 13 bzw. im Falle der Sprungsonde im Gasgemisch (Abgas) verwendet. Beim Betrieb der Brennkraftmaschine wird nun der Gassensor bei Vorliegen eines Fettgases (Magergases) eine Erhöhung (Verkleinerung) der Spannung zwischen Referenzelektrode 42 und Nernst-Elektrode 50 im Vergleich zur Regelpumpspannung erfahren und im Falle der Breitb-band-Lambda-Sonde diese Abweichung durch einen negativen/positiven Pumpstrom auf an sich bekannte Weise entsprechend zurückregeln.

Die Bestimmung der Nernst-Spannung kann auch in einem Betriebszustand erfolgen, in dem Fett-gasüberschuss im Abgas vorliegt (Lambda < 1). In diesem Fall muss von der gemessenen Spannung ein Spannungswert in Höhe von 450 mV subtrahiert werden.

Der Abgleich in vorgegebenen Betriebsarten der Brennkraftmaschine kann auch dadurch erfolgen, dass mittels einer zweiten im Abgasstrang angeordneten Sonde 90 (Fig. 3) ein Lambda=l -Abgas eingestellt wird. In diesem Falle kann der Spannungswert zwischen der Referenzelektrode 42 und der Nernst-Elektrode 50 direkt als Regelpunkt gespeichert werden. Falls mit dieser zweiten Sonde 90 ein Magergas eingestellt wird, wird zum Spannungswert ein fester Spannungswert in Höhe von 450 mV hinzuaddiert. Wenn ein Fettgas eingestellt wird, wird ein fester Spannungswert in Höhe von 450 mV subtrahiert.

Ein großer Vorteil dieses Betriebs liegt im Wegfall des Referenzpumpstroms und der damit ver-knüpften Polarisation der als Nernst-Elektrode wirkenden Elektrode 50. Außerdem existiert kein abgleichabhängiger Offset. Durch die Einbettung der Referenzelektrode 42 in den Festelektrolyten 12 entfällt auch ein Referenzluftkanal mit den oben erwähnten Nachteilen. Durch die völlig gasdichte Einbettung der Referenzelektrode 42 in den Festelektrolyten 12 wird insbesondere die CSD-Anfälligkeit verringert. Eine dennoch eingetretene Veränderung des Referenzelektroden-Potenzials durch eingedrungenes Gas kann durch den vorstehend beschriebenen wiederholt durchgeführten Abgleich kompensiert werden.

Das Verfahren zum Betreiben des Gassensors 10 wird nachfolgend in Verbindung mit Fig. 5 beschrieben. Nach dem Start des Messverfahrens 405 wird in einer Abfrage 410 ermittelt, ob eine vor-gebbare Betriebsart des Fahrzeugs vorliegt, beispielsweise der Schubbetrieb. Wenn dies der Fall ist, wird auf Schritt 440 gesprungen, in dem die oben beschriebene Messung der zwischen der Referenzelektrode 42 und der als Nernst-Elektrode wirkenden Elektrode 50, die im Falle der Breitband-Lambdasonde (Fig. 3) die in dem Messhohlraum 13 angeordnete Nernst-Elektrode 50 ist und die im Falle der Sprungsonde (Fig. 4) die über eine poröse Schutzschicht 23 dem Gasgemisch oder Abgas ausgesetzte Außenelektrode 50 ist, anliegenden Spannung U und deren Verarbeitung in der Schal-tungseinheit 80 und Speicherung als Regelpunkt des Pumpstroms (Breitbandsonde, Fig. 3) bzw. deren Verarbeitung in einem Motorsteuergerät zur Steuerung der Motoreinspritzung (Sprungsonde, Fig. 4) vorgenommen wird. Wenn eine der vorgebbaren Betriebsarten nicht vorliegt, wird in Schritt 420 mittels der separaten Lambda-Sonde 90 (vergl. Fig. 3) der Lambda-Wert bestimmt. In Schritt 430 wird geprüft, ob dieser Wert = 1 ist. Wenn dies der Fall ist, erfolgt wiederum die Messung der zwischen der Referenzelektrode 42 und der Nernst-Elektrode 50 anliegenden Spannung U und der Verarbeitung in Schritt 440. Wenn dies jedoch nicht der Fall ist, erfolgt ein Rücksprung vor Schritt 410. Die vorstehend beschriebenen Schritte werden dann wiederholt.

Nachdem in Schritt 440 eine Messung der Spannung zwischen Referenzelektrode 42 und Nernst-Elektrode 50 und damit ein Abgleich des Gassensors erfolgt ist, wird ein Zeitsignal in Schritt 450 erhöht und in Abfrage 460 geprüft, ob dieses Zeitsignal einen vorgebbaren Wert aufweist. Wenn dies nicht der Fall ist, erfolgt ein Rücksprung vor Schritt 450, ist dies der Fall, erfolgt ein Rücksprung vor Schritt 410 und das vorbeschriebene Verfahren startet von Neuem. Das Zeitintervall, nach dem die Messung erneut zu erfolgen hat, wird in Abhängigkeit von der Referenzelektrode 42, insbesondere in Abhängigkeit von deren Größe, d.h. Ausdehnung, gewählt. Wenn die Referenzelektrode 42 ein größeres Volumen aufweist, welches eine größere Speicherfähigkeit zulässt und die Änderung der Referenzspannung verlangsamt, muss ein Abgleich der Messung der zwischen Referenzelektrode 42 und Nernst-Elektrode 50 anliegenden Spannung erst nach einem größeren Zeitraum erfolgen. Weist die Referenzelektrode 42 dagegen ein kleineres Volumen auf, muss dieser Abgleich früher erfolgen. Das Zeitintervall muss insoweit empirisch festgelegt werden.

Wenn der zwischen der Referenzelektrode 42 und der Nernst-Elektrode 50 gemessene Spannungswert unterhalb eines ersten Grenzwerts, beispielsweise unterhalb von -I V, oder oberhalb eines zweiten Grenzwerts, beispielsweise oberhalb von 1 V, liegt, kann über eine vorgegebene definierte Zeit ein negativer bzw. positiver Pumpstrom in die Referenzelektrode 42 eingespeist werden. In diesem

Falle ist demnach der Referenzstrom nicht Null, wie in Fig. 3 dargestellt, sondern ungleich Null. Dies dient lediglich der„Einstellung' der Referenzelektrode 42, ist für die eigentliche Messung jedoch nicht relevant.

Statt der Erfassung einer Betriebsart, bei der Luftzahl Lambda = 1 ist durch einen zweiten im Abgasstrang der Brennkraftmaschine angeordneten Sensor 90 kann auch vorgesehen sein, den in Fig. 3 dargestellten Gassensor im Grenzstrombetrieb zu betreiben und auf diese Weise den Lambda- Wert zu ermitteln oder den durch den zweiten Gassensor 90 ermittelten Wert zu verifizieren.

Auch die Schuberkennung kann durch einen Grenzstrombetrieb der Pumpzelle 19 verifiziert werden.

Das vorstehend beschriebene Verfahren kann beispielsweise als Computerprogramm auf einem Rechengerät, insbesondere dem Steuergerät einer Brennkraftmaschine implementiert sein und dort ablaufen. Der Programmcode kann auf einem maschinenlesbaren Träger gespeichert sein, den das Steu-ergerät lesen kann.