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 unmittelbar vor den Katalysatoren angebracht.
Die Lambdasonden messen den Restsauerstoff im Abgas und leiten entsprechende Spannungswerte an die Digitale Motorelektronik (DME) weiter. Dort wird die Gemischzusammensetzung, falls notwendig, entsprechend korrigiert, indem die Einspritzzeiten verändert werden. Je nach Betriebszustand werden auch Lambdawerte größer oder kleiner Lambda=1 angestrebt. Bei Ausfall der Lambdasonde steuert die DME die Einspritzung mit festprogrammierten Ersatzwerten abhängig von Last und Drehzahl.
Die Lambdasonden nach dem Katalysator dienen zur Überwachung der Regelsonden und zur Überwachung der Funktion des Katalysators.
Pro Zylinderbank existieren je eine Sonde vor und eine Sonde nach dem Katalysator.
Die Lambdasonden nach dem Katalysator sind die bisher bekannten Sprungsonden (sprungartige Spannungsänderung bei Lambda = 1).
Die Lambdasonden vor dem Katalysator sind stetige Sonden. Sie messen den Sauerstoffgehalt sowohl im fetten, als auch im mageren Bereich und geben ein entsprechendes Signal aus. Diese Lambdasonden haben aufgrund dieses Messprinzips 6 anstatt 4 Pins im Stecker.
Für die Betriebsbereitschaft der Lambdasonden vor dem Katalysator ist eine Bauteiltemperatur von ca. 750 Grad C notwendig (350 Grad C bei Sonden nach Katalysator). Darum werden alle Lambdasonden beheizt. Diese Heizung wird von der DME 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.
Die Funktion der Lambdasonden wird überwacht. Fehlfunktionen der Lambdasonden, z.B. verursacht durch die Verwendung von verbleitem Kraftstoff, werden in der DME erkannt. Auch werden die Sondensignale vor Katalysator mit den Signalen nach dem Katalysator überprüft. Mit speziellen Temperaturmodellen wird der Zustand der Sonden überprüft.
Im Fehlerfall werden im Fehlerspeicher der DME entsprechende Fehler abgelegt. Anhand der Fehler ist die betroffene Sonde zu erkennen. Gleichzeitig wird bei den Fehlern zwischen Sondensignal und Heizung unterschieden.