Возможность электронного управления составом отработавших газов автомобильного двигателя обусловлена тем, что на состав газов и на топливную экономичность существенно влияют соот­ношение количества воздуха и топлива в топливной смеси, опере­жение зажигания и работа системы рециркуляции отработавших газов. Это обстоятельство вместе с возможностью регулирования указанных параметров с помощью электронных устройств при­вело к эффективному использованию электронных систем управ­ления двигателями, которые позволили добиться даже от двигателей относительно большого объема удовлетворения требованиям ЕРА по токсичности выпускных газов.

Одним из важных моментов для любой электронной системы управления является реализуемый метод управления. Метод уп­равления автомобильным двигателем определяется набором за­даваемых значений управляемых переменных, зависящих от условий работы двигателя. Существует много различных методов, которые можно было бы использовать для управления дви­гателем с искровым зажиганием. Каждый из них может в некото­рой степени улучшить показатели двигателя.

В задачу этой главы не входит обсуждение всех известных ме­тодов. Мы рассмотрим лишь в теоретическом плане применение теории оптимального управления с целью ознакомления с ме­тодом, который позволяет оптимизировать топливную экономич­ность. Кроме того, мы рассмотрим один из методов управления, который уже применяется в большинстве выпускаемых в настоя­щее время автомобилей. Начнем с рассмотрения основных по­ложений теории оптимального управления.

При этом будем предполагать, что мы имеем дело с электронной системой управления, оснащенной ЭВМ, которая в состоянии (почти непрерывно) определять требуемые значения параметров. Значения этих параметров задаются в соответствии с некоторым алгоритмом, позволяющим по определенной заданной совокуп­ности критериев оптимизировать характеристики двигателя. Про­цесс определения оптимальных параметров работы двигателя является задачей, относящейся к классу задач условной опти­мизации. Для понимания принципов оптимального электронного управления двигателем полезно кратко рассмотреть основы тео­рии решения задач оптимизации при наличии ограничений.