近年来,在全世界出现能源短缺、环境保护呼声四起的大背景下,天然气以其资源丰富、价格便宜等突出优点,被认为是21世纪最有发展前途的清洁代用燃料之一。随着对天然气汽车的推广使用,以及电子控制技术的进一步发展,天然气发动机电控系统的控制功能也要求越来越强,因此进一步开发高性能的电控系统成为天然气发动机的研究热点。本文的主要研究内容就是介绍自主开发的一种新型的车用天然气发动机多片式ECU,它不仅可以满足各种控制功能的要求,而且可以有效缩短ECU的开发周期,降低开发成本。详细介绍了天然气发动机喷气和点火的控制方法,设计了电子控制系统的总体方案,对燃气喷射系统和电子点火系统进行了软硬件设计,并采取了软件和硬件两方面的抗干扰措施。为了缩短ECU的开发周期、减小匹配试验工作量、降低开发费用,作者开发出一套发动机试验监控系统,可以在线监视发动机的运行状态,实时的调整电控单元的各种控制参数。基于PC机的发动机试验监控软件采用VB软件编制,利用VB的模块化、可视化编程,使得监控软件界面友好、操作简便、可移植性和扩充性好;便携式车载发动机监控仪的开发,为发动机上车实验提供了便利条件,而且为进一步开发电控发动机故障诊断仪奠定了基础。针对天然气发动机冷起动困难的问题,本文介绍了一种自主开发的电控高能点火系统。该系统的开发成功,可使发动机即使在低温、高速、火花塞积碳的恶劣条件下也有足够能量提供点火,并通过模拟实验台架验证了开发的高能点火系统的实际可行性。最后,将ECU应用于天然气发动机台架试验,试验以JL465Q5汽油机为研究对象,对原机的进气系统和燃烧系统进行合理优化设计改进。经过电控系统与天然气发动机初步的台架匹配试验与调试,结果分析表明发动机的动力性和排放性基本满足了要求,检验了ECU的实际控制效果,并为下一步ECU的进一步软硬件优化及上车试验奠定了基础。