空燃比指发动机汽缸内可燃混合气中空气质量与燃油质量之比，从理论上说，每克燃料完全燃烧所需的最少的空气克数称理论空燃比。空燃比大于理论空燃比的混合气叫作稀混合气，气多油少，燃烧完全，油耗低，污染小，但功率较小。空燃比小于理论空燃比的混合气叫作浓混合气，气少油多，功率较大，但燃烧不完全，油耗高，污染大。空燃比是发动机的一个重要参数，直接决定发动机的动力性和经济性，同时关系到排放性能的优劣。随着环境的持续恶化，能源的日益紧缺，排放法规逐步严格,同时人们对发动机性能有了更高追求，对空燃比控制的精确性要求也随之提高。由于测量和计算误差的存在，发动机必须根据氧传感器检测排气中的氧浓度，通过闭环控制将空燃比控制在化学计量比附近很窄范围内，以保证三元催化转化器获得较高的效率。空燃比控制方法包括基于经典控制理论的PID控制、基于模型的空燃比控制方法和采用智能控制方法。空燃比控制的难点主要包括以下3点：①每次循环进入发动机汽缸的空气量估计。②油膜湿壁效应。③氧传感器迟滞性特性。发动机空燃比控制主要采用前馈控制和闭环反馈控制相结合的方法控制燃料喷射量, 前馈控制根据发动机的当前运行工况决定基本燃料喷射量，闭环反馈控制则根据检测的氧传感器信号对基本燃料喷射量进行补偿，从而精确控制发动机的燃料喷射量，实现空燃比的优化控制。