يكي از مهمترين فاكتورها در كنترل احتراق، كنترل و تخمين نسبت هوا به سوخت است. اين كار از طريق اندازه گيري پارامترهايي مانند نرخ جريان جرمي هواي ورودي، مقدار سوخت پاشيده شده و نرخ جريان EGR امكان پذير مي گردد. بدين منظور يك مدل رياضي غيرخطي از فرآيندهاي موتور ديزل توربوشارژ شده ارائه شده است. زيرسيستم هاي اصلي در اين مدل، سيستم مكش و سيستم تزريق سوخت هستند.
مدل مكش به منظور مطالعه فرآيند مكش هوا بر اساس معادلات فيزيكي نوشته شده است. از بعضي از روابط تجربي نيز براي كامل شدن مدل بهره گرفته شده است. متغير خروجي اين مدل جريان جرمي هوا است كه يكي از عوامل مهم در اندازه گيري توان، آلاينده ها و نسبت هوا به سوخت مي باشد.
در اينجا همچنين از سيستم تزريق سوخت الكترونيكي با ريل مشترك كه داراي انعطاف پذيري بالا جهت كنترل زمان، مقدار و
فشار پاشش است، در اين پروژه استفاده گرديده و مدل شده است. مدل ارائه شده يك مدل يك بعدي وگذرا است كه با فرض جريان تراكم پذير به دست آمده است.
كنترل نسبت هوا به سوخت با استفاده از روش كنترل فازي انجام گرفته است.
مدل‌هاي فوق‌الذكر همگي در محيط نرم‌افزار Matlab/Simulink شبيه‌سازي شده‌اند و به منظور بررسي دقت مدل‌ها، نتايج حاصل از شبيه‌سازي با اطلاعات تجربي موجود مقايسه گرديده‌اند.