DE3730079A1

DE3730079A1 - Luft/kraftstoff-verhaeltnis-messfuehler

Info

Publication number: DE3730079A1
Application number: DE19873730079
Authority: DE
Inventors: Minoru Ohsuga; Yoshishige Oyama
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1986-09-10
Filing date: 1987-09-08
Publication date: 1988-03-24
Also published as: JPS6367561A; GB2195772A; FR2603697B1; US4814045A; GB8721019D0; DE3730079C2; KR910004155B1; GB2195772B; KR880004308A; FR2603697A1; JPH07104319B2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Meßfühler, der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis des Kraftstoffgemisches in Innenverbrennungs-Motoren aus dem Abgas mißt und insbesondere einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Meßfühler zur Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Kraftstoffgemisches in Innenverbrennungs- Motoren aus dem Abgas, der einen Sauerstoffionen-leitfähigen Festelektrolyten aufweist, einen Diffusionswiderstand, eine Heizeinrichtung und eine Elektrode. Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Meßfühler in der vorliegenden Erfindung kann Veränderungen in dem Meßfühlerausgangs im Verlauf der Zeit aufgrund von Verstopfung bzw. Stockung des Diffusionswiderstandes verhindern.

Der herkömmliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler, wie z. B. offenbart in der offengelegten japanischen Patentanmeldung Nr. 57 050/1983, hat eine Meßfühler-Ausgangskennlinie, die gemäß dem erfaßten Wert korrigiert ist, wenn die atmosphärische Luft gemessen wird. Jedoch zeigt der oben erwähnte herkömmliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler keine positiven Einrichtungen zur Verhinderung der Meßfühlerausgang- Veränderungen, die im Verlaufe der Zeit auftreten können.

Der oben erwähnte herkömmliche Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Meßfühler schlägt keine Einrichtungen vor, um verschmutzte Teilchen, wie z. B. Kohlenstoff, Schwefel, Staub etc., zu entfernen, die sich den Diffusionswiderständen anlagern bzw. anhaften, sondern betrachtet lediglich eine Einrichtung zur Korrektur des Meßfühlerausgangs des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers. Auf diese Weise hat der herkömmliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler ein Problem darin, die Genauigkeit des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses über eine längere Zeitdauer zu behalten.

Der herkömmliche Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler zum Korrigieren des Meßfühlerausgangs hat in der Praxis Schwierigkeiten, die Meßfühlerausgangs-Korrekturen mit guter Genauigkeit vorzunehmen, weil die Meßfühlerausgang-Kennlinie für das Luft/Kraftstoff-Verhältnis nicht linear ist.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler zu schaffen, bei dem verschmutzte bzw. verschmutzende Teilchen, die dem Diffusionswiderstand des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers anhängen, entfernt werden können.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler zu schaffen, bei dem der Meßfühlerausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers sich nach langer Gebrauchszeit nicht verändert.

Die obengenannten Aufgaben der vorliegenden Erfindung können gelöst werden durch Zuführung von Sauerstoff zu dem Diffusionswiderstand des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers für eine bestimmte Zeitdauer während des Betriebs.

Erfindungsgemäß weist der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler zur Erfassung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Kraftstoffgemisches in Innenverbrennungsmotoren aus dem Abgas einen Sauerstoffionen-leitfähigen Festelektolyten und einen Diffusionswiderstand auf.

Eine Einrichtung zum Zuführen von Sauerstoff zu dem Diffusionswiderstand für eine bestimmte Zeitdauer während des Betriebs ist vorgesehen, um dem Diffusionswiderstand anhängende verunreinigte bzw. verunreinigende Teilchen zu oxidieren.

Die Zeitdauer, in welcher Sauerstoff dem Diffusionswiderstand zugeführt wird, ist eine Betriebsdauer des fetten bzw. reichen Kraftstoffgemisches, in der das Luft/Kraftstoff-Verhältnis kleiner als ein theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis ist.

Der Sauerstoff wird für eine bestimmte Dauer dem Diffusionswiderstand zugeführt, wenn der Ausgang, der durch Messung der atmosphärischen Luft erhalten wird, die den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler während der Kraftstoff- Abschneidezeit erreicht hat, unterhalb eines bestimmten Wertes ist.

Der Vorgang der Messung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses und der Vorgang zum Zuführen des Sauerstoffs zu dem Diffusionswiderstand werden abwechsend für eine jeweilig bestimmte Dauer durchgeführt.

Die Menge des dem Diffusionswiderstand zugeführten Sauerstoffs ist größer als die, die für eine Reaktion mit unverbrannten Gaskomponenten in dem Diffusionswiderstand erforderlich ist,

Der Vorgang zum Zuführen des Sauerstoffs zu dem Diffusionswiderstand wird für eine bestimmte Zeitdauer, wiederholt, während des normalen Meßbetriebes durchgeführt. Die Zeitdauer, während der Sauerstoff dem Diffusionswiderstand zugeführt wird, ist eine, in der der Festelektrolyt durch die Heizeinrichtung auf 600°C bis 900°C aufgeheizt wird.

Der Vorgang zum Zuführen des Sauerstoffs zu dem Diffusionswiderstand wird durchgeführt, wenn eine Verschiebung bzw. Drift in dem Ausgang des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers, die durch zwangsweise Änderung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses um einen bestimmten Betrag während des Motor-Leerlaufs erfaßt wird, zu einem Wert bestimmt wird, der größer als ein bestimmter Wert ist.

Wenn die Diffusionswiderstände mit dem Sauerstoff versorgt werden, kann der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler der vorliegenden Erfindung die verunreinigten bzw. verschmutzten Teilchen wie z. B. Kohlenstoff, Schwefel, Staub, etc., die dem Diffusionswiderstand anhängen bzw. anhaften, oxidieren und entfernen und somit die Veränderung des Meßfühlerausgangs verhindern, die anderenfalls im Laufe der Zeit auftreten würde.

Erfindungsgemäß ist es möglich, einen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler zu schaffen, der keine Ausgangsveränderung aufgrund von Verschlechterung über eine lange Gebrauchszeit hat, indem er die verschmutzten Teilchen entfernt, die zu der Verstopfung des Diffusionswiderstandes führen.

Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung:

Fig. 1 zeigt eine Schaltung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Fig. 2 zeigt die Querschnittsstruktur des erfindungsgemäßen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers.

Fig. 3 zeigt vergrößerte Querschnittsstruktur des Umgebungsteils des Diffusionswiderstandes des erfindungsgemäßen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers.

Fig. 4 zeigt das Arbeitsprinzip des erfindungsgemäßen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers.

Fig. 5 zeigt den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler, in dem die Teilchen verschmutzt sind.

Fig. 6 ist eine Graphik, die das Verhältnis zwischen dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ und dem Grenzstromwert I zeigt.

Fig. 7 zeigt das Arbeitsprinzip des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers einer erfindungsgemäßen Ausführungsform.

Fig. 8 ist eine Grafik, die das Verhältnis zwischen dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ und dem Grenzstromwert I zeigt.

Fig. 9 zeigt eine Schaltung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 10 zeigt ein Flußdiagramm des Meßfühlers im Betrieb des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 11 zeigt eine Kennlinie des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 12 zeigt den Betrieb des Säuberungsmodus der verschmutzten Teilchen bzw. Schmutzteilchen-Säuberungsmodus.

Fig. 13 zeigt ein Flußdiagramm des Meßfühlerbetriebs des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 14 zeigt eine Schaltung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 15 zeigt ein Flußdiagramm des Meßfühlerbetriebs des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers nach einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 16 zeigt das Arbeitsverfahren des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Fig. 17 ist eine Graphik, die das Verhältnis zwischen dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ und den V _out-Kennlinien zeigt.

Fig. 18 zeigt das Arbeitsverfahren des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers, das die Sauerstoff- verschmutzte Verteilung einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 19 zeigt das Arbeitsverfahren des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers, das die Sauerstoff- verschmutzte Verteilung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 20 zeigt eine Kennlinie, die aus einem Experiment bei magerem Zustand erhalten wird.

Fig. 21 zeigt eine Kennlinie, die aus einem Experiment im Zustand des fetten Kraftstoffs erhalten wird.

Fig. 22 zeigt das Arbeitsverfahren des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers, das die Sauerstoff- verschmutzte Verteilung einer weiteren erfindungsgemäßen Ausführungsform zeigt.

Fig. 23 zeigt eine Schaltung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 24 zeigt verschiedene Kurvenformen von Signalen während des Meßfühlerbetriebs gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig.25 zeigt ein Flußdiagramm des Meßfühlerbetriebs des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers einer weiteren Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 26 zeigt die V _out-Kennlinie, die aus einem Experiment gemäß der vorliegenden Erfindung erhalten wird.

Fig. 27 zeigt den Aufbau des Lufteinlaß-Systems des Motors.

Fig. 28 ist eine Graphik, die das Verhältnis zwischen dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ und den V _out-Kennlinien zeigt.

Fig. 29 zeigt eine Kennlinie, die aus einem Experiment mit dem Lufteinlaß-System der Fig. 27 erhalten wird.

Fig. 30 zeigt eine Schaltung mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler einer Ausführungsform, um die V _out-Kennlinie der Fig. 29 zu erhalten.

Fig. 31 schließlich zeigt ein weiteres Flußdiagramm des Meßfühlerbetriebs des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers gemäß der vorliegenden Erfindung.

Im folgenden wird eine Ausführungsform des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 2 zeigt die Struktur des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1. Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 umfaßt einen Sauerstoffionen-leitfähigen Festelektrolyten 2, einen porösen Diffusionswiderstand 3, eine Heizeinrichtung 4, und eine atmosphärenseitige Elektrode 5 a bzw. eine abgasseitige Elektrode 5 b. Fig. 3 ist eine vergrößerte Ansicht eines Umgebungsteils des Diffusionswiderstandes 3.

Der Festelektrolyt 2 wird auf 600°C bis 900°C durch die Heizeinrichtung 4 aufgeheizt. Externe atmosphärische Luft wird in das Innere der Heizeinrichtung 4 des Festelektrolyten bzw. Feststoff-Elektrolyten 2 eingeführt und das Abgas wird zu dem Äußeren der Heizeinrichtung 4 geführt.

Wie in Fig. 4 gezeigt wird eine Spannung V so eingeprägt, daß die atmosphärenseitige Elektrode 5 a positiv ist und die abgasseitige Elektrode 5 b negativ ist. Die Spannung V veranlaßt den Strom I in die Richtung des durchgezogenen Pfeils zu fließen, wobei der Sauerstoff (O₂) sich zu der Atmosphärenseite bewegt. Dann verhindert der Diffusionswiderstand 3 die Diffusion des Sauerstoffs und der Strom I wird ein Grenzstromwert genannt, der zu der Konzentration des Sauerstoffs in dem ausgelassene Gas proportional ist. Dieser Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 mißt den Grenzstromwert I. Das Verhältnis zwischen dem Strom I und dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ wird als durchgezogene Linie A, in Fig. 6 gezeigt. Hier wird das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ als ein theoretisches Luft/Kraftstoff-Verhältnis bezeichnet, und das theoretische Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ=1,0 zeigt ein Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) von 14,7.

In dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 von obigem Aufbau wird die Diffusion von Sauerstoff behindert und der Strom I fällt, wie als gestrichelte Linie A₂ in Fig. 6 gezeigt ist, wenn verschmutzte Teilchen 6 wie z. B. Kohlenstoff, Ionen, Öl, etc. dem Diffusionswiderstand 3 wie in Fig. 5 gezeigt anhängen. Obwohl es eine Methode zur Erfassung des Abfalls des Stromwertes I gibt und eine entsprechende Korrektur vorgenommen wird, ist es schwierig, eine exakte Korrektur zu machen, da die λ-I-Kennlinie nichtlinear ist. Sodann macht die Korrektur des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers das Lufteinlaß-System komplizierter.

Unter Beachtung der obigen Nachteile bei dem herkömmlichen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler verhindert die vorliegende Erfindung die Veränderung des Meßfühlerausgangs des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers, die anderenfalls aus einer langen Gebrauchsdauer entstehen würde, indem die verschmutzten Teilchen 6 positiv entfernt werden.

Fig. 7 und 8 zeigen das Arbeitsprinzip des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers. Wie in Fig. 7 gezeigt wird für eine bestimmte Dauer während des Betriebs eine Spannung V′ so angelegt, daß die atmosphärenseitige Elektrode 5 a negativ und die abgasseitige Elektrode 5 b positiv ist, um zu bewirken, daß der Sauerstoff (O₂) sich zu dem Diffusionswiderstand 3 bewegt. Der Festelektrolyt 2 wird auf ungefähr 600°C bis 900°C durch die Heizeinrichtung 4 aufgeheizt. Die atmosphärenseitige Elektrode 5 a und die abgasseitige Elektrode 5 b sind jeweils aus Platin (Pt) gebildet, welches katalytische Wirkung hat.

Auf diese Weise werden die verschmutzten bzw. kontaminierten Teilchen 6 durch den Sauerstoff (O₂) zu dem Diffusionswiderstand 3 bewegt bzw. geleitet, der dann von verunreinigten Teilchen 6 befreit ist und in seinen ursprünglichen Zustand zurückgeführt ist. Die Kennlinie des Meßfühlerausgangs des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1, wie in Fig. 8 gezeigt wird ebenso zurückgewonnen von der gestrichelten Linie A₂ zu der durchgezogenen Linie A₁, wobei die durchgezogene Linie A₁ die Meßfühlerausgang-Kennlinie darstellt, bevor er verschmutzt wird.

Mit dieser Struktur des erfindungsgemäßen Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1 ist es möglich, die anfängliche Meßfühlerausgang-Kennlinie des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1 aufrecht zu erhalten, wobei keine Meßfühlerausgang- Korrektur erforderlich ist.

Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers gemäß der vorliegenden Erfindung, die die tatsächliche Schaltung zur Verwirklichung der obigen Funktion darstellt.

In dem in Fig. 1 gezeigten Schaltkreis-Diagramm veranlaßt ein Mikrocomputer 7 bei der Messung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses, daß D₁ und D₂ ein ON bzw. OFF- Signal erzeugen, um den Schalter S₁ anzuschalten und den Schalter S₂ auszuschalten. Diese legt die Spannung V an den Festelektrolyten 2 an, wodurch bewirkt wird, daß der Strom I in die Richtung des durchgezogenen Pfeils der Fig. 1 fließt.

Der Strom I wird durch einen Pufferverstärker 9 als ein Ausgang V _out herausgenommen, der dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ proportional ist. Danach wird für eine bestimmte Dauer während des Betriebs wie z. B. während einer Dauer nachdem der Zündschlüssel eingeschaltet wird, während des Betriebs mit fettem Luft/Kraftstoff-Verhältnis, während des Leerlaufs oder während des Aufwärm- Betriebs beim Starten, der Sauerstoff dem Diffusionswiderstand 3 zugeführt. In diesem Zeitabschnitt verwendet der Mikrocomputer 7 D₁ als OFF-Signal und D₂ als ON-Signal um den Schalter S₁ aus und den Schalter S₂ anzuschalten. Dann wird eine Spannung V angelegt, aber da die Polarität entgegengesetzt zu der während des Meßbetriebs ist, fließt der Strom I′ nun in der Richtung des gestrichelten Pfeils. Dies bewirkt, daß der Sauerstoff sich zu dem Diffusionswiderstand 3 hinbewegt und die kontaminierten Teilchen 6 oxidiert.

Fig. 9 zeigt eine weitere Schaltungs-Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung. Während des Meßbetriebs wird D₁ als ON-Signal und D₂ als OFF-Signal benutzt, um die Spannung V anzulegen. Aber für einen Schmutzteilchen- Säuberungsbetrieb bzw. Säuberungsbetrieb der verschmutzten Teilchen, in dem der Sauerstoff dem Diffusionswiderstand 3 zugeführt wird, wird D₁ als OFF-Signal und D₂ als ON-Signal verwendet, um die Spannung V′ einer Leistungsquelle 10 anzulegen. In diesem Fall fließt der Strom I′ in die Richtung des gestrichelten Pfeils der Fig. 9. Auf diese Weise wird die angelegte Spannung V′ für den Meßbetrieb und für den Schmutzteilchen-Säuberungsbetrieb verändert. Während des Schmutzteilchen-Säuberungsbetriebs ist es wirkungsvoll, die Spannung V′ größer als die Spannung V zu machen, da der Sauerstoff von der Atmosphäre zugeführt wird.

Fig. 10 zeigt das Betriebs-Flußdiagramm einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Zunächst wird geprüft, ober der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 in dem Schmutzteilchen-Säuberungsmodus ist oder nicht. Wenn er nicht in dem Schmutzteilchen-Säuberungsmodus ist, wird D₁ als ON- Signal und D₂ als OFF-Signal verwendet, um den Wert V _out zu lesen. Wenn er in dem Schmutzteilchen-Säuberungsmodus ist, wird D₁ als OFF-Signal und D₂ als ON-Signal verwendet, um den Schmutzteilchen-Säuberungsbetrieb durchzuführen. Der Säuberungsmodus für die Säuberung der verunreinigten Teilchen wird in Betrieb gesetzt, wie zuvor erwähnt während einer bestimmten Zeitdauer nachdem der Zündschlüssel eingeschaltet wurde oder während des Betriebs des fetten Luft/Kraftstoff-Verhältnisses oder während des Leerlaufs oder während des Aufwärm-Betriebs beim Starten.

Fig. 11 und 12 zeigen weitere Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Erfindung.

Die Verstopfung des Diffusionswiderstandes 3 wird erfaßt durch Messung der atmosphärischen Luft, die eingelassen wird als Referenzgas während der Kraftstoff-Abschneidedauer. Wenn der Diffusionswiderstand 3 verschmutzt ist, ist der Wert V _out der Wert V′ _a, der kleiner ist als der angängliche Wert von V _a wie in Fig. 11 gezeigt.

Fig. 12 zeigt den Betrieb des obigen Falles. B₁ stellt den Zustand dar, bei dem das Drosselventil schnell geschlossen wird und die Kraftstoffversorgung für die Verzögerung abschneidet. B₂ stellt die Anzahl der Motorumdrehungen dar, die schnell fällt, wenn das Drosselventil geschlossen ist. B₃ stellt den Wert V _out dar, welcher bis zu einem Spitzenwert V _a zunimmt, wenn der Kraftstoff abgeschnitten ist und die atmosphärische Luft den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlerteil erreicht. Wenn zu dieser Zeit der Diffusionswiderstand 3 verstopft ist, wird V _out geringer sein als durch die gestrichelte Kennlinie B₄ von Fig. 12 angezeigt und sein Spitzenwert wird ein Wert V′ _a sein, der geringer ist als der Wert V _a, wenn die atmosphärische Luft den Luft/Kraftstoff-Verhältnis- Meßfühlerteil erreicht. Wenn der Wert V′ _a gemessen wird, wird die Verstopfung des Diffusionswiderstandes 3 erfaßt.

Fig. 13 zeigt das Flußdiagramm des Verstopfungs- Erfassungsbetriebs. Der Schaltkreis kann wie in Fig. 1 oder Fig. 9 gezeigt gebildet sein. Wenn der Kraftstoff abgeschnitten wird, wird der Wert V _out, wenn die atmosphärische Luft an dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 ankommt, oder der Wert V _a, zuerst gelesen, um zu prüfen, ob der Wert V _a größer ist als ein bestimmter Wert V _ref. Wenn der Wert V _a nicht größer als der bestimmte Wert V _ref gefunden wird, schaltet bzw. nimmt der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler den Schmutzteilchen-Säuberungsmodus ein.

Während des Schmutzteilchen-Säuberungsmodus wird die D₁- Leitung abgeschaltet und D₂-Leitung angeschaltet für eine bestimmte Zeitdauer tp.r, um den Sauerstoff zu dem Diffusionswiderstand 3 fließen zu lassen. Der Sauerstoff wird mit der Zeit tp hineingeschickt. Wenn dagegen der Motorbetrieb nicht in der Kraftstoff-Abschneidezone ist oder V _a < V _ref, dann schaltet der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 den Normalmessungs-Schmutzteilchen-Säuberungsmodus ein, bei dem D₁ angeschaltet und D₂ abgeschaltet ist, um den Wert V _out zu lesen.

Bei dem obigen Betrieb ist es möglich eine Verstopfung zu erfassen und dadurch zu bewirken, daß der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 den Schmutzteilchen-Säuberungsmodus nur einnimmt, wenn eine Verstopfung auftritt.

Die Fig. 14 und 15 zeigen weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen der Schmutzteilchen- Säuberungsmodus und der Messungs-Schmutzteilchen- Säuberungsmodus abwechselnd durchgeführt werden.

Wie in Fig. 15 gezeigt werden D₁ und D₂ abwechselnd an und abgeschaltet für eine bestimmte Zeitdauer wie die Kurvenlinien B₅ und B₆ zeigen, so daß die an dem Festelektrolyten 2 angelegte Spannung zwischen dem Wert V und dem Wert V′ wie in den Kurvenlinien B₇ gezeigt wechselt. Wenn die Spannung V′ angelegt wird befindet sich der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 in dem Schmutzteilchen- Säuberungsmodus. In diesem Fall ist es notwendig in einem Kondensator C₁, die Spannung V _I der atmosphärenseitigen Elektrode 5 a während des Messungsmodus zu halten (hold), um sie als Wert V _out durch den Verstärker 9 auszugeben.

Der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 der vorliegenden Erfindung erlaubt es, den Schmutzteilchen- Säuberungsmodus auszuführen, wobei die Verstopfung des Diffusionswiderstandes 3 verhindert wird, so daß der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 sein anfängliche Güte ohne irgendeine Verschlechterung im Ausgang im Verlauf der Zeit behält.

Fig. 16 und 17 zeigen die Struktur und das Arbeitsprinzip eines Breitband-Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1, der in der Lage ist, einen breiten Bereich von Luft/Kraftstoff-Verhältnissen von der mageren Zone bis zu der fetten Zone zu messen.

Die Elektrode 5 b auf der Abgasseite wird mit einer Spannung V _P als Massepotential beaufschlagt und die andere Elektrode 5 a auf der Atmosphärenseite wird mit einer Spannung 0,5 V höher als die Spannung V _P beaufschlagt. Die Spannungen bei jeder Elektrode 5 a und 5 b sind wie folgt ausgedrückt. Wenn der Kraftstoff mager ist,

Elektrode 5 a (atmosphärenseitig) V+0,5 (V) (1)
Elektrode 5 b (abgasseitig) V _p (V) (2)

Wenn es fett ist, wird eine elektromotorische Kraft E (ungefähr 1,0 V) in dem Festelektrolyten 2 erzeugt und die Elektrodenspannung ist

Elektrode 5 a (atmosphärenseitig) V+0,5 (V) (3)
Elektrode 5 b (abgasseitig) V _p+E (V) (4)

Mit andereren Worten, wenn der Kraftstoff mager ist, ist
Spannung atmosphärenseitig < Spannung
abgasseitig (5)

Also fließt der Strom I in der Richtung des durchgezogenen Pfeils der Fig. 16 und der Sauerstoff bewegt sich von der Abgasseite zu der Atmosphärenseite.

Wenn das Kraftstoffgemisch fett ist,

Spannung atmosphärenseitig < Spannung
abgasseitig (6)

Dann fließt der Strom I in der Richtung des gestrichelten Pfeils der Fig. 16 und der Sauerstoff bewegt sich von der Atmosphärenseite zu der Abgasseite. Der Sauerstoff (O₂) reagiert mit den unverbrannten Komponenten wie CO, HC, H₂, die in dem Abgas enthalten sind, so daß die Menge von Sauerstoff, d. h., Strom I, mit dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) in der fetten Kraftstoffgemisch-Zone proportional ist.

Fig. 17 zeigt die V _out-Kennlinie der obigen Ausführungsform. Der Ausgang V _out ist der Wert V _P (Massepotential), wenn λ=1,0 wie durch eine durchgezogene Linie A₅ gezeigt und ist in der mageren Mischungs-Zone größer als der Wert V _P und in der fetten Mischungs-Zone geringer als der Wert V _P.

Wenn der Diffusionswiderstand 3 mit Kohlenstoffteilchen verstopft ist, ändert sich die V _out-Kennlinie zu der durch eine gestrichelte Linie A₆ angezeigten.

Fig. 18 und 19 zeigen die Sauerstoff-Konzentrationsverteilung in dem Diffusionswiderstand 3 während des Messungsmodus.

Fig. 18 stellt den Fall des Magergemischbetriebs dar, in dem die Sauerstoffkonzentration in dem Diffusionswiderstand 3 auf der Abgasseite gleich dem in der Abgasseite O₂(e) ist. Der Strom I wird so gesteuert, daß die Sauerstoffkonzentration in dem Diffusionswiderstand 3 auf der abgasseitigen Elektrode 5 b fast Null ist während des Messungsmodus. Somit ist die Sauerstoff-Konzentrationsverteilung wie in Fig. 18 gezeigt. In einem solchen Zustand des mageren Kraftstoffgemisches gibt es reichliche Sauerstoff in dem Diffusionswiderstand 3, der Kohlenstoff oxidiert, wenn er da ist, der an dem Diffusionswiderstand 3 hängt und ihn somit von Verstopfung freihält.

Fig. 19 zeigt die Sauerstoff-Konzentrationsverteilung im Zustand des fetten Kraftstoffgemisches. Auf der Abgasseite in dem Diffusionswiderstand 3 gibt es unverbrannte Komponenten (z. B. CO). An der abgasseitigen Elektrode 5 b wird während des Messungsmodus so gesteuert, daß der Sauerstoff (O₂), der von dem Festelektrolyten 2 zugeführt wird, mit CO reagiert, um die Kohlenmonoxid-Konzentration (CO) zum Verschwinden zu bringen. Somit sind die Konzentrationen des Sauerstoffs (O₂) und des Kohlenmonoxids (CO) wie in Fig. 19 gezeigt. Da Kohlenmonoxid (CO) in dem Diffusionswiderstand 3 ist, wird die Sauerstoffkonzentration (O₂) Null, d. h., es gibt keinen Sauerstoff.

Daher, wenn Kohlenstoffteilchen sich dem Diffusionswiderstand 3 anlagern bzw. anhängen, können sie nicht oxidiert werden und somit bleiben sie an ihm hängen. Wenn die Menge des an dem Diffusionswiderstand anhängenden Kohlenstoffs steigt, verschlechtert sich die Kennlinie wie durch die gestrichelte Linie der Fig. 19 gezeigt.

Die Fig. 20 und 21 zeigen das Ergebnis eines Experiments zur Entfernung des Kohlenstoffs. Fig. 20 zeigt die V _out-Kennlinien des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1 in Abhängigkeit von der Zeit wie in einer Linie B₈ gezeigt ist, wenn der Motor mit dem Kraftstoffgemisch betrieben wird, welche auf einem bestimmten mageren Verhältnis gehalten wird. Es kann keine Verschiebung bzw. Drift des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1 beobachtet werden.

Fig. 21 zeigt die V _out-Kennlinien des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1 in Abhängigkeit von der Zeit wie in einer Linie B₉ gezeigt ist, wenn der Motor mit einem Kraftstoffgemisch betrieben wurde, das ein bestimmtes fettes Luft/Kraftstoff-Verhältnis aufweist. Der Ausgang V _out des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers, der mit dem Verlauf der Zeit ansteigt, stellt ein Drift-Phänomen dar. Dies wird verursacht durch an dem Diffusionswiderstand 3 angelagerten Kohlenstoff. An einem Punkt t₀ beim Verlauf der Zeit an dem eine deutliche Drift beobachtet wurde, wurde das Kraftstoffgemisch auf das magere Luft/Kraftstoff-Gemisch für eine bestimmte Zeitdauer zurückgeführt und dann auf das fette Luft/Kraftstoff-Verhältnis gesetzt bzw. gewechselt. Dies brachte es mit sich, daß die V _out-Kennlinien zu dem ursprünglichen Wert zurückgingen, und somit die korrekte Messung des Luft/Kraftstoff-Verhältnisses gestatteten.

Dies bedeutet, daß, wenn in dem Diffusionswiderstand 3 Sauerstoff ist oder der Sauerstoff von Zeit zu Zeit zugeführt wird, die Verstopfung des Diffusionswiderstandes 3 verhindert werden kann. Dies entsteht, weil der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 bei hohen Temperaturen zwischen 600°C und 900°C gehalten wird und weil der Sauerstoff in dem Diffusionswiderstand 3 den ihm anhängenden Kohlenstoff oxidiert.

Anstatt das Kraftstoffgemisch zeitweilig auf ein mageres Luft/Kraftstoff-Verhältnis zurückzuführen, während der Motor mit dem fetten Kraftstoffgemisch läuft, erfanden die Erfinder der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, bei welchem der Diffusionswiderstand 3 selbst den Sauerstoff liefert.

Fig. 22 zeigt die Sauerstoff-Konzentrationsverteilung im Zustand des fetten Kraftstoffs, wenn der Strom I veranlaßt wird, in die Richtung des Pfeils zu fließen, um den Sauerstoff zu zwingen, sich zu dem Diffusionswiderstand 3 zu bewegen. Da der Sauerstoff von der Atmosphärenseite zugeführt wird, kann durch den Strom I irgendeine gewünschte Menge zugeführt werden. Die Zuführung des Sauerstoffs in einer Menge, die groß genug ist, um mit dem Kohlenmonoxid (CO) in dem Zustand des fetten Kraftstoffgemisches zu reagieren, bringt die Sauerstoff (O₂)-Konzentrationsverteilung in dem Diffusionswiderstand 3 wie in Fig. 22 gezeigt mit sich. Da der Sauerstoff in dem Diffusionswiderstand 3 vorhanden ist, wird jeder dem Diffusionswiderstand 3 anhängender Kohlenstoff durch den Sauerstoff bei hoher Temperatur oxidiert, womit der Diffusionswiderstand 3 von Kohlenstoff befreit wird. Auf diese Weise wird während des Betriebs mit fettem Kraftstoffgemisch der Sauerstoff veranlaßt zu dem Diffusionswiderstand 3 zu fließen, um verstopfenden Kohlenstoff zu entfernen.

Fig. 23 zeigt eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, um das obige Verfahren zu verwirklichen. Fig. 24 zeigt die Betriebs-Kurvenform B₁₀, B₁₁, B₁₂, B₁₃ und B₁₄ bei jedem Teil des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1. Fig. 25 zeigt das Flußdiagramm des Betriebs des Luft/Kraftstoff- Verhältnis-Meßfühlers. Zunächst wird ein Test gemacht, um zu bestimmen, ob der Motor mit dem fetten Kraftstoffgemisch läuft.

Wenn der Wert V _out kleiner ist als der Wert V _P oder das Kraftstoffgemisch reich ist, schaltet das ON-Signal von D₁ den Schalter SW₁ an und das OFF-Signal von D₂ schaltet den Schalter SW₂ aus. Dann wartet der Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler 1 eine Zeitdauer von t₁, um eine Beeinflussung durch ein Spannungsstoß-Phänomen zu vermeiden, das nach dem Schalten auftreten würde und schaltet dann den Schalter SW₃ durch das ON-Signal von D₃ ein, wobei der Ausgang des Verstärkers 12 durch den Abtast- und Halte-Kreis 9 als der Wert V _out ausgegeben wird.

Nach weiterem Verstreichen der Zeitdauer von (t₂-t₁) werden der Schalter SW₁ und der Schalter SW₃ ausgeschaltet und der Schalter SW₂ eingeschaltet, um zu bewirken, daß eine bestimmte Menge Sauerstoff zu dem Diffusionswiderstand 3 durch den Wert V _B fließt und dadurch den Kohlenstoff oxidiert. Dann wird der Schalter SW₂ ausgeschaltet, um das obige Verfahren zu wiederholen.

Während des mageren Kraftstoffgemisch-Verhältnisses werden der Schalter SW₁ und der Schalter SW₃ eingeschaltet und der Schalter SW₂ wird ausgeschaltet belassen, um den normalen Messungsbetrieb durchzuführen. Dies gestattet den Schmutzteilchen-Säuberungs-Betrieb.

Fig. 26 zeigt das Ergebnis des Experiments unter Verwendung des Schaltkreises der Fig. 23 bis 25 während des fetten Kraftstoffgemisch-Betriebs. Das Luft/Kraftstoff- Gemisch wird bei einem konstanten Verhältnis festgehalten. Die V _out-Kennlinie B₁₅ von Fig. 26 ist die in Fig. 21 gezeigte für den Motorbetrieb, bei dem der Schmutzteilchen- Säuberungsbetrieb nicht durchgeführt wurde.

Die V _out-Kennlinie B₁₆ von Fig. 26 ist eine, die unter Verwendung des in den Fig. 23 bis 25 gezeigten Verfahrens erhalten wurde. Wie der Fig. 26 zu entnehmen ist, oxidiert der Schmutzteilchen-Säuberungsbetrieb den Kohlenstoff und befreit den Diffusionswiderstand 3 von verstopfenden Kohlenstoffteilchen und gewährleistet einen konstanten Ausgang ohne Drift.

Fig. 27 und 28 zeigen das Prinzip zur Erfassung der Drift des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.

Fig. 27 wird während des Leerlaufs des Motors 17 die ionische Luft bzw. Schall-Luft dem Motor 17 durch das Solenoidventil 14 und die Öffnung 15 zugeführt, welche das Drosselventil 14 umgeht bzw. umleitet. Ein Luftfluß-Meter 16 ist darin vorgesehen. Wenn die Umleitungsluft veranlaßt wird, bei Schallgeschwindigkeit zu fließen, wird die Menge an zugeführter Luft (a) nur durch den Öffnungsbereich der Öffnung 15 bestimmt.

Wenn A und F für die Menge an Luft und die Menge an Kraftstoff stehen, die in den Motor 17 gelangen, wenn das Solenoidventil 14 zu ist, und wenn der Motor 17 leerläuft bei dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) von 14,7, wobei das Solenoidventil geschlossen ist, dann wird dasLuft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) _OFF, wenn das Solenoidventil 14 zu ist, wie folgt ausgedrückt

Das Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F) _ON, wenn das Solenoidventil 14 auf ist, ist gegeben durch

Und ihre Differenz Δ A/F ist gegeben durch

Wenn die Menge an Kraftstoff F konstant ist, ist Δ A/F ebenso konstant. Um F konstant zu halten, wird eine geschlossene Schleifensteuerung für λ=1,0 durchgeführt bevor das Solenoidventil 14 geöffnet wird. Der Ausgang V _out des Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers 1 für λ=1,0 ist das Massepotential V _P und es wird überhaupt keine Veränderung geben außer eines Einflusses durch die Verstopfung. Das heißt, der Wert F immer konstant und Δ A/F ist ebenso konstant.

Mit anderen Worten, während der Motor 17 läuft, wird das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F um Δ A/F von Zeit zu Zeit verschoben, um die Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler Drift des Ausgangs V _out zu erfassen. Wie in Fig. 28 gezeigt, wenn das Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F von λ=1,0 um ein bestimmtes Δ A/F verändert wird, ist der Meßfühlerausgang V _out 1 bevor die charakteristischen Änderungen auftreten, wie durch eine Linie A₇ angezeigt, wie der Ausgang nach dem Auftreten der Drift ist V _out 2 wie angezeigt durch Linie A₈. Durch Berechnung der Differenz (V _out 1-V _out 2) ist es möglich, den Betrag der Drift genau zu erfassen.

Fig. 29 zeigt das Ergebnis eines Experiments, das die tatsächliche Änderung in dem Luft/Kraftstoff-Verhältnis A/F während des Motorbetriebs erläutert. Die Kennlinie B₁₇ stellt die Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F)-Änderung vor der Drift dar und B₁₈ die Luft/Kraftstoff-Verhältnis (A/F)-Änderung nach der Drift. Zunächst wird eine geschlossene Schleifensteuerung für den Wert V _P bei dem theoretischen Luft/Kraftstoff-Verhältnis λ=1,0 durchgeführt. Dann, wenn das Solenoidventil 14 geöffnet wird, ändern sich die Ausgänge wie angezeigt durch V _out 1 und V _out 2. Wenn das Solenoidventil 14 geschlossen wird, kehren die Meßfühlerausgänge zu dem ursprünglichen Wert V _P zurück.

Die Fig. 29 und 30 zeigen eine weitere Ausführungsform, die den Schaltkreis und das Arbeitsverfahren zum Durchführen des Schmutzteilchen-Säuberungsbetriebs erläutert, nachdem eine Drift erfaßt bzw. festgestellt wurde. Diese Ausführungsform gründet auf einer Idee, daß der Schmutzteilchen- Säuberungsbetrieb nur durchgeführt wird, wenn eine Drift auftritt.

Zunächst wird geprüft, ob der Motor 17 im Leerlauf ist oder nicht. Wenn der Motor 17 leerläuft, wird eine geschlossene Schleifensteuerung bei λ=1,0 durchgeführt. Mit Verstreichen einer bestimmten Zeitdauer wird der Wert F festgehalten und das Solenoidventil 14 geöffnet. Danach wird V _out2 für eine bestimmte Zeitdauer gelesen, um V _out2 zu mitteln und es folgt das Schließen des Solenoidventils 14. Wenn die Differenz V _out 1-V _out 2 einen bestimmten Wert ε übersteigt, wird der Schalter SW₁ ausgeschaltet und der Schalter SW₂ angeschaltet, um den Sauerstoff (O₂) zu veranlassen, zu dem Diffusionswiderstand 3 durch eine Spannung V _B für eine bestimmte Dauer zu fließen und dadurch den an dem Diffusionswiderstand 3 anhängenden Kohlenstoff zu oxidieren. Dann wird der Schalter SW₂ ausgeschaltet und der Schalter SW₁ angeschaltet, um zu dem normalen Betrieb zurückzukehren.

Claims

1. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) zur Erfassung eines Luft-Kraftstoff-Verhältnisses des Kraftstoffgemisches in Innenverbrennungs-Motoren (17) aus einem Abgas, mit einem Sauerstoffionen-leitfähigen Festelektrolyten (2), einem Diffusionswiderstand (3), einer Heizeinrichtung (4) und Elektrode (5 a, 5 b), dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Zuführen von Sauerstoff zu dem Diffusionswiderstand (3) für einen bestimmten Zeitabschnitt während des Betriebs vorgesehen ist, um verunreinigte Teilchen (6), die dem Diffusionswiderstand (3) anhängen, zu oxidieren.

2. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabschnitt, in dem der Sauerstoff dem Diffusionswiderstand (3) zugeführt wird, ein Betriebsabschnitt des fetten Kraftstoffgemisches ist, in dem das Luft-Kraftstoff-Verhältnis (A/F) kleiner als ein theoretisches Luft-Kraftstoff-Verhältnis ( λ ) ist.

3. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sauerstoff dem Diffusionswiderstand (3) für einen bestimmten Zeitabschnitt zugeführt wird, wenn ein Ausgang, der durch Messung einer atmosphärischen Luft erhalten wird, die den Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) erreicht hat, während der Kraftstoff-Abschneidezeit, unterhalb eines bestimmten Wertes ist.

4. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Messungsbetrieb und ein Betrieb zum Zuführen des Sauerstoffs zu dem Diffusionswiderstand (3) abwechselnd für eine bestimmte jeweilige Dauer durchgeführt werden.

5. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Menge von dem Diffusionswiderstand (3) zugeführtem Sauerstoff größer als die ist, die für eine Reaktion mit unverbrannten Gaskomponenten in dem Diffusionswiderstand (3) erforderlich ist.

6. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betrieb zum Zuführen des Sauerstoffs zu dem Diffusionswiderstand (3) wiederholt für einen bestimmten Zeitabschnitt durchgeführt wird, während des normalen Messungsbetriebs des Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlers (1).

7. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zeitabschnitt, während dessen der Sauerstoff dem Diffusionswiderstand (3) zugeführt wird, einer ist, in dem der Festelektrolyt (2) durch die Heizeinrichtung (4) auf 600°C bis 900°C aufgeheizt ist.

8. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Betrieb zum Zuführen des Sauerstoffs zu dem Diffusionswiderstand (3) durchgeführt wird, wenn eine Drift in dem Luft-Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühlerausgang, welche durch zwangsweise Veränderung des Luft-Kraftstoff-Verhältnisses (A/F) um einen bestimmten Betrag während eines Motor-Leerlaufs erfaßt wird, zu größer als ein bestimmter Wert bestimmt wird.

9. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Kraftstoffgemisches in Innverbrennungs-Motoren (17) aus einem Abgas, mit einem Sauerstoffionen-leitfähigen Festelektrolyten (2), einem Diffusionswiderstand (3), einer Heizeinrichtung (4) und Elektrode (5 a, 5 b), wobei der Festelektrolyt (2) mit einer Spannung von einer Leistungsquelle (8) beaufschlagt wird, um einen Sauerstoff von dem Diffusionswiderstand (3) zu dem Festelektrolyten (2) zu bewegen, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Zuführen von Sauerstoff zu dem Diffusionswiderstand (3) für einen bestimmten Zeitabschnitt während des Betriebs vorgesehen ist, um die verunreinigten Teilchen (6) die dem Diffusionswiderstand (3) anhängen, zu oxidieren, wenn der Festelektrolyt (2) mit einer Spannung von einer Leistungsquelle (8) beaufschlagt wird, um den Sauerstoff von dem Festelektrolyten (2) zu dem Diffusionswiderstand (3) zu bewegen.

10. Luft/Kraftstoff-Verhältnis-Meßfühler (1) zum Erfassen eines Luft/Kraftstoff-Verhältnisses des Kraftstoffgemisches in Innenverbrennungsmotoren (17) aus einem Abgas, mit einem Sauerstoffionen-leitfähigen Festelektrolyten (2), einem Diffusionswiderstand (3), einer Heizeinrichtung (4) und Elektrode (5 a, 5 b), wobei der Festelektrolyt (2) mit einer Spannung durch eine erste Leistungsquelle (8) beaufschlagt wird, um Sauerstoff von dem Diffusionswiderstand (3) zu dem Festelektrolyten (2) zu leiten, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Zuführen von Sauerstoff zu dem Diffusionswiderstand (3) für einen bestimmten Zeitabschnitt während des Betriebs vorgesehen ist, um verunreinigte Teilchen (6), die dem Diffusionswiderstand (3) anhängen zu oxidieren, wenn der Festelektrolyt (2) von einer Spannung einer zweiten Leistungsquelle (10) beaufschlagt wird, um den Sauerstoff von dem Festelektrolyten (2) zu dem Diffusionswiderstand (3) zu bewegen.