BR112019008103B1 - Sistema para gerenciar um reator eletrolítico sob demanda para o fornecimento de gás hidrogênio e oxigênio para um motor de combustão interna e método para gerenciar um reator eletrolítico sob demanda para o fornecimento de gás hidrogênio e oxigênio para um motor de combustão interna - Google Patents

Abstract

Um sistema e um método de gerenciamento de um reator eletrolítico sob demanda para o fornecimento de gás hidrogênio e oxigênio para um motor de combustão interna. O sistema minimiza o consumo de potência do reator e a perda de potência parasítica do reator geralmente associados com os reatores perpétuos. O sistema compreende uma pluralidade de sensores acoplada ao reator de medição de uma pluralidade de parâmetros do reator, uma unidade de controle eletrônico acoplada a pluralidade de sensores e do motor, e uma placa de controle do reator acoplado ao reator e a unidade de controle eletrônico. A unidade de controle eletrônico: monitora a pluralidade de parâmetros do reator e a pluralidade de parâmetros do motor; determina um nível de desempenho do reator; determina um nível de desempenho do motor; determina uma mudança no nível de desempenho do motor para estimar um nível de demanda futura do motor; e determina um nível de desempenho ideal do reator correspondente ao nível de desempenho do motor ou o nível de demanda futura do motor. A placa de controle do reator regula o reator através da modificação de pelo menos uma de corrente elétrica fornecida ao reator, tensão elétrica fornecida ao reator (...).

Description

Campo da invenção

[0001] As concretizações aqui descritas referem-se a um sistema e método para o gerenciamento de um reator eletrolítico sob demanda para o fornecimento de gás hidrogênio e oxigênio para um motor de combustão interna. Em particular, as concretizações referem-se a um sistema e método de gerenciamento que podem, simultaneamente, reduzir as emissões e melhorar o desempenho de um motor de combustão interna por: determinar o nível de desempenho do reator ou o cálculo da quantidade de gás que está sendo gerada pelo reator eletrolítico sob demanda; monitorar o nível de desempenho do motor, determinando se o nível de desempenho do motor alteraria, ou seja, diminuiria ou aumentaria, ou permaneceria o mesmo para estimar um nível de demanda futura do motor; ajustar o nível de desempenho do reator para melhorar o desempenho do motor à frente a materialização da previsão do nível de demanda futura do motor para minimizar a perda parasítica associada com reatores operando continuamente, ou seja, os reatores que não são capazes de ajustar o seu nível de desempenho ou o nível de gás produzido de acordo com o nível de desempenho do motor em tempo real; e, assim, melhorar o desempenho do motor e reduzir as emissões.

Introdução

[0002] Demonstrou-se na técnica que a adição de hidrogênio e/ou oxigênio à mistura de pré-combustão melhora a eficiência de combustão de motores de combustão interna. A eficiência de combustão melhorada pode resultar na redução de emissões e/ou melhorar a economia de combustível. Para conseguir este resultado, um reator eletrolítico é responsável para gerar hidrogênio e oxigênio usando água. A fim de operar, o reator requer uma fonte de energia. No caso de um reator suplementar (“add-on”) que é instalado dentro de um veículo, a fonte de energia é o motor do veículo. Na ausência de um sistema de gerenciamento e de controle adequado, o reator opera continuamente. O fornecimento ininterrupto de hidrogênio e de oxigênio ao motor pode nem sempre resultar em emissões reduzidas ou economia de combustível melhorada. As condições externas, tais como, o nível de oxigênio no ar ambiente, temperatura, altitude, umidade, superfície da estrada e sua qualidade, etc., podem tornar a operação do reator desnecessária.

[0003] Consequentemente, se as funções do reator continuamente sem controle de fornecimento de gás o desempenho do motor pode não ser melhorada. O reator está extraindo energia a partir do motor para manter a geração de gás. Como um resultado, a energia produzida pelo motor não é consumida totalmente para a propulsão e as demandas internas do veículo, tais como, recarregar a bateria do veículo ou iluminar a estrada usando seu sistema de iluminação. É bem conhecido que a adição de um reator introduz uma demanda ou carga externa sobre o motor. Se o reator funciona continuamente sem controle, a energia extraída através do motor para a operação do reator pode tornar-se uma perda parasita ao motor. Como um resultado, as emissões podem ser reduzidas sem melhorar a eficiência de combustível. Existem muitas técnicas anteriores endereçadas a adição de um reator eletrolítico para melhorar as emissões, como discutido abaixo. No entanto, nenhuma das referências discute um sistema de gerenciamento e controle que pode reduzir a perda parasita de motor associada a estes reatores para melhorar assim o desempenho do motor e a economia de combustível e reduzir as emissões, simultaneamente.

[0004] Em De Souza e outros, na US6332434, divulgam um sistema e um processo para a geração de hidrogênio para uso em um motor de combustão interna. De Souza ensina o monitoramento de parâmetros do motor específicos e ajustando a taxa de reação pela regulagem da quantidade de energia elétrica fornecida. Em De Souza, o funcionamento do sistema de geração de hidrogênio, pode ser monitorado por meio de sensores e corrigido quando operando fora das condições normais. No entanto, as condições normais, o controle e o monitoramento em De Souza são para características de segurança e não para melhorar o desempenho do motor. Além disso, o sistema em De Souza não utiliza sensores para calcular a quantidade do gás sendo gerado. A quantidade do gás produzida pelo reator correlaciona-se com a energia consumida pelo reator para gerar o gás. Como um resultado, o sistema em De Souza não pode monitorar a perda de potência do motor associada com a operação do reator e não pode minimizar a perda. Em outras palavras, De Souza pode ser capaz de melhorar a eficiência de combustível, mas ele nunca vai minimizar o batida do reator uma vez que o sistema ensinado por De Souza não minimiza o consumo de potência do reator.

[0005] Em Fong e outros, na US20110303194, divulgam sistemas e métodos para melhorar a combustão e o desempenho do motor por meio da injeção oxihidrogênico controlada. Esta técnica anterior divulga a leitura dos parâmetros de combustão a partir do módulo de controle do motor e modifica a produção de hidrogênio através do controle da corrente elétrica fornecida. No entanto, Fong e outros, não parecem ensinar a determinação da quantidade de gás gerada pelo reator.

[0006] Em Dee e outros, na US20110094459, descrevem sistemas e métodos para o gerenciamento da operação de um motor modificado com injeção de hidrogênio e oxigênio. Dee ensina gerar dinamicamente hidrogênio e oxigênio com base nas características de funcionamento do motor através do gerenciamento da corrente elétrica fornecida. Semelhante a outras técnicas anteriores citadas acima, o sistema, como ensinado por Dee e outros, não determina a quantidade de gás gerado pelo reator de modo a ajustar as condições de operação do reator para reduzir a perda de energia parasita do motor e melhorar a eficiência do motor.

[0007] Como é evidente a partir da discussão acima das técnicas anteriores, existe atualmente uma necessidade de um sistema de gerenciamento que possa controlar a geração sob demanda de hidrogênio e oxigênio por um reator eletrolítico para reduzir as emissões e melhorar a economia de combustível e desempenho do motor simultaneamente. A solução dos inventores é medir o nível de desempenho do reator através da monitoramento de uma pluralidade de parâmetros do reator através de uma pluralidade de sensores, calculando assim a quantidade de gás a ser gerada, a determinação do nível de desempenho do motor em tempo real através do monitoramento de uma pluralidade de parâmetros do motor, a determinação de uma mudança no nível de desempenho do motor de estimar, antes do tempo, um nível de demanda futura do motor, e ajustar o nível de desempenho do reator para produzir gás em uma quantidade que possa melhorar o desempenho do motor antes de ocorrer a previsão futuro do nível de demanda do motor ocorrendo. O monitoramento do desempenho do motor em tempo real pode ser usado para estimar o nível de demanda futura do motor, isto, em combinação com o conhecimento e o controle da taxa de produção de gás do reator, irá prover os meios para produzir e distribuir o gás em tempo real em uma quantidade que irá melhorar o desempenho do motor enquanto o motor está operando tanto no nível de desempenho do motor determinado ou no nível de demanda futura do motor previsto. Em outras palavras, o reator não mostra uma resposta reacionária ao que já aconteceu. O reator está sempre uma etapa à frente e pronto para fornecer ao motor com a quantidade de gás necessária em qualquer instante.

Sumário

[0008] As concretizações aqui descritas proporcionam, em um aspecto, um sistema para o gerenciamento de um reator eletrolítico sob demanda para o fornecimento de gás hidrogênio e oxigênio para um motor de combustão interna. O sistema minimiza a quantidade de energia extraída a partir do motor para o reator operar e, assim, o sistema minimiza as perdas de energia parasita geralmente associadas com os reatores contínuos. O motor mede e armazena uma pluralidade de parâmetros do motor. O sistema compreende uma unidade de controle eletrônico (“ECU”) conectada a uma pluralidade de sensores acoplada ao reator que estão configurados para medir uma pluralidade de parâmetros do reator e uma placa de controle do reator (“RCB”) acoplada ao reator. A unidade de controle eletrônico (“ECU”) é configurada para monitorar a pluralidade de parâmetros do reator e a pluralidade de parâmetros do motor; determinar um nível de desempenho do reator com base em pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator; determinar um nível de desempenho do motor com base em pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do motor; determinar uma mudança no nível de desempenho motor para estimar um nível de demanda futura do motor; e determinar um nível de desempenho ideal do reator correspondente ao nível de desempenho do motor determinado, ou, se foi determinada uma mudança no nível de desempenho do motor, aa previsão do nível de demanda futura do motor. A placa de controle do reator (“RCB”) é configurada para regular o reator em resposta ao nível de desempenho ideal do reator determinado pela unidade de controle eletrônico (“ECU”) através da modificação de pelo menos uma da corrente elétrica fornecida ao reator, tensão elétrica fornecida ao reator e a temperatura do reator.

[0009] As concretizações aqui descritas proporcionam, em outro aspecto, um sistema semelhante no qual a ECU é ainda configurada para recalibrar a pluralidade de parâmetros do motor armazenada no motor baseada em pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator.

[0010] Em outro aspecto, a ECU do mesmo sistema é ainda configurada para detectar uma ocorrência de pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator existentes fora de uma faixa de funcionamento normal e a ECU é ainda configurada para regular o reator em resposta a ocorrência.

[0011] Ainda em outro aspecto, a pluralidade de parâmetros do reator monitorada pela ECU compreende pelo menos um dos seguintes: nível do tanque de água, nível de eletrólito, a tensão elétrica fornecida, corrente elétrica fornecida, temperatura do tanque de água, temperatura do reator, vazamento do reator, bomba de água, fluxo de gás, umidade relativa, condutividade do eletrólito, resistência do eletrólito e a concentração de eletrólito.

[0012] Em outro aspecto, a pluralidade de parâmetros do motor compreende pelo menos um de: odômetro, velocidade do motor, consumo de combustível, taxa de combustível, pressão de massa de ar, fluxo de massa de ar, quilometragem, distância, taxa de combustível, temperatura de exaustão, os níveis de NOx, níveis de CO2, níveis de O2, economia de combustível instantânea do motor, economia de combustível média do motor, taxa de fluxo de massa de ar de entrada do motor, torque percentual de demanda do motor, carga percentual do motor na velocidade atual, relação da engrenagem real da transmissão, engrenagem atual da transmissão, estado da combustão do cilindro do motor, nível de batida do cilindro do motor, e nível preliminar de FMI após o tratamento de admissão de NOx, sistema de transmissão, velocidade do veículo e localização GPS.

[0013] Em mais um aspecto, o sistema compreende ainda um módulo de armazenamento acoplado à unidade de controle eletrônico, o módulo de armazenamento configurado para armazenar a pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor.

[0014] Em ainda mais um aspecto, o sistema compreende ainda um módulo de visualização acoplado à unidade de controle eletrônico, o módulo de visualização configurado para mostrar visualmente um indicador de desempenho com base em pelo menos uma de: pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator, pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor.

[0015] Em outro aspecto, o sistema compreende ainda um módulo de comunicações acoplado a ECU. O módulo de comunicações é configurado para transmitir uma primeira pluralidade de dados para um servidor remoto e receber uma segunda pluralidade de dados a partir do servidor remoto. A primeira pluralidade de dados compreende a pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor. A segunda pluralidade de dados compreende o nível de desempenho ideal do reator e instruções para a placa de controle do reator para alcançar o nível de desempenho ideal do reator. A segunda pluralidade de dados é gerada com base em pelo menos uma das tendências históricas da primeira pluralidade transmitida de dados e da comparação a outra primeira pluralidade de dados transmitida a partir de outras ECUs em comunicação com o servidor remoto.

[0016] Ainda em outro aspecto, se o motor não estiver equipado com um módulo de controle do motor e a unidade de controle eletrônico não pode monitorar a pluralidade de parâmetros do motor, a unidade de controle eletrônico se comunica com o servidor remoto para encontrar condições do motor semelhantes para determinar o nível de desempenho ideal do reator.

[0017] Ainda em outro aspecto, se o motor estiver equipado com um módulo de controle do motor, mas a unidade de controle eletrônico é incapaz de estabelecer uma conexão com o módulo de controle do motor, a unidade de controle eletrônico pode se comunicar com o servidor remoto para encontrar condições de motor semelhantes para determinar o nível de desempenho ideal do reator.

[0018] Ainda em outro aspecto, o sistema determina o nível de desempenho ideal do reator ainda com base na otimização de pelo menos um dos indicadores de desempenho do motor de acordo com as suas prioridades. Os indicadores de desempenho do motor compreendem os seguintes: eficiência de combustível, emissões, torque do motor e potência do motor.

[0019] As concretizações aqui descritas proporcionam, em outro aspecto, um método para o gerenciamento de um reator eletrolítico sob demanda para o fornecimento de gás hidrogênio e oxigênio para um motor de combustão interna. O método minimiza a quantidade de energia extraída a partir do motor para o reator operar. O método minimiza as perdas de energia parasitas geralmente associadas com os reatores contínuos. O reator e o motor estão em comunicação com uma unidade de controle eletrônico. O motor mede e armazena uma pluralidade de parâmetros do motor. O método compreende o fornecimento de uma pluralidade de sensores acoplada ao reator que estão configurados para medir uma pluralidade de parâmetros do reator, monitorar a pluralidade de parâmetros do reator, monitorar a pluralidade de parâmetros do motor, determinar um nível de desempenho do reator com base em pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator, determinar um nível de desempenho do motor com base em pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do motor, determinar uma alteração no nível de desempenho do motor de estimar um nível de demanda futura do motor, determinar um nível de desempenho ideal do reator correspondendo ao nível de desempenho do motor determinado, ou, se uma alteração foi determinada no nível de desempenho do motor, para o nível de demanda futura do motor previsto, e regular o reator em resposta ao nível de desempenho ideal determinado através da modificação de pelo menos uma corrente elétrica fornecida ao reator, tensão elétrica fornecida ao reator e a temperatura do reator.

[0020] Ainda em outro aspecto, o método compreende ainda recalibrar a pluralidade de parâmetros do motor com base em pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator.

[0021] Em outro aspecto, o método compreende ainda detectar uma ocorrência de pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator existente fora de uma faixa de funcionamento normal e regular o reator em resposta à ocorrência.

[0022] Em mais um aspecto, a pluralidade de parâmetros do reator compreende pelo menos uma de nível do tanque de água, nível de eletrólito, tensão elétrica fornecida, corrente elétrica fornecida, temperatura do tanque de água, temperatura do reator, vazamento do reator, bomba de água, fluxo de gás, umidade relativa, condutividade do eletrólito, resistividade de eletrólito e a concentração de eletrólito.

[0023] Em outro aspecto, a pluralidade de parâmetros do motor compreende pelo menos uma de odômetro, velocidade do motor, consumo de combustível, taxa de combustível, pressão de massa de ar, fluxo de massa de ar, quilometragem, distância, taxa de combustível, temperatura de exaustão, níveis de NOx, níveis de CO2, níveis de O2, economia de combustível instantânea do motor, economia de combustível média do motor, taxa de fluxo de massa de ar de entrada do motor, torque percentual de demanda do motor, carga percentual do motor na velocidade atual, relação da engrenagem real da transmissão, engrenagem atual da transmissão, estado da combustão do cilindro do motor, nível de batida do cilindro do motor e nível preliminar de FMI após o tratamento de admissão de NOx, sistema de transmissão, velocidade do veículo e localização GPS.

[0024] Ainda em outro aspecto, o método compreende ainda armazenar uma pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor.

[0025] Em mais um aspecto, o método compreende ainda exibir visualmente pelo menos um indicador de desempenho com base em pelo menos uma, de pelo menos uma, da pluralidade de parâmetros do reator, pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor.

[0026] Em outro aspecto, o método compreende ainda transmitir uma primeira pluralidade de dados para um servidor remoto e receber uma segunda pluralidade de dados a partir do servidor remoto. A primeira pluralidade de dados compreende a pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator, e o nível de desempenho do motor. A segunda pluralidade de dados compreende o nível de desempenho ideal do reator e instruções para a unidade de controle eletrônico para alcançar o nível de desempenho ideal do reator. A segunda pluralidade de dados é gerada com base em pelo menos uma das tendências históricas da primeira pluralidade de dados transmitida e a comparação a outra da primeira pluralidade de dados transmitida de outros motores para o servidor remoto.

[0027] Ainda em outro aspecto, o nível de desempenho ideal do reator é determinado ainda com base na otimização de pelo menos um dos indicadores de desempenho do motor, sendo que os indicadores de desempenho do motor compreendem: eficiência de combustível, emissões, torque do motor, e potência do motor. O método compreende ainda priorizar cada um dos indicadores de desempenho do motor, determinando o nível de desempenho ideal do reator necessário para otimizar cada um dos indicadores de desempenho do motor classificados do maior para o menor e otimizar o desempenho do reator para conseguir um desempenho do motor melhorado com base no agregado dos níveis de desempenho do reator ideais determinados.

[0028] Outros aspectos e vantagens das concretizações aqui descritas serão evidentes a partir da descrição a seguir tomada em conjunto com os desenhos de acompanhamento.

Breve descrição dos desenhos

[0029] Para uma melhor compreensão das concretizações aqui descritas e para mostrar mais claramente como elas podem ser realizadas, será agora feita referência, por meio apenas de exemplo, aos desenhos anexos que mostram pelo menos uma concretização exemplificativa, e nos quais:

[0030] A Figura 1 é um diagrama de blocos de interações entre os vários componentes, tais como, motor, módulo de controle eletrônico (“ECM”), unidade de controle eletrônico (“ECU”), reator e a placa de controle do reator (“RCB”) do sistema de gerenciamento da reação eletrolítica para gerar gás hidrogênio a ser injetado a um motor de combustão interna;

[0031] A Figura 2 é um diagrama de blocos do sistema que compreende ainda um módulo de armazenamento acoplado a ECU para armazenar os parâmetros do reator, parâmetros do motor, nível de desempenho do reator e nível de desempenho do motor;

[0032] A Figura 3 é um diagrama de blocos do sistema que compreende ainda um módulo de visualização acoplado a ECU para mostrar visualmente um indicador de desempenho;

[0033] A Figura 4 é um diagrama de blocos do sistema que compreende ainda um servidor remoto em comunicação com a ECU para receber dados a partir da ECU e enviar dados para a ECU;

[0034] A Figura 5 é um diagrama de blocos do sistema que compreende ainda um módulo de armazenamento, módulo de visualização e servidor remoto, todos em comunicação com a ECU;

[0035] A Figura 6 é um fluxograma das etapas realizadas pelo sistema no gerenciamento da reação eletrolítica para a geração de gás hidrogênio a ser injetado a um motor de combustão interna;

[0036] A Figura 7 é um fluxograma das etapas executadas pelo sistema para detectar uma condição de falha dentro do reator e para corrigir tal condição;

[0037] A Figura 8 é um fluxograma das etapas executadas pelo sistema quando ele está acoplado a um módulo de armazenamento;

[0038] A Figura 9 é um fluxograma das etapas executadas pelo sistema quando ele está acoplado a um módulo de visualização; e

[0039] A Figura 10 é um fluxograma das etapas executadas pelo sistema quando ele está em comunicação com um servidor remoto.

[0040] O técnico no assunto irá entender que os desenhos, descritos a seguir, são apenas para fins ilustrativos. Os desenhos não se destinam a limitar o escopo dos ensinamentos da depositante de qualquer maneira. Além disso, será apreciado que para simplicidade e clareza de ilustração, os elementos mostrados nas figuras não foram necessariamente desenhados em escala. Por exemplo, as dimensões de alguns dos elementos podem ser exageradas em relação a outros elementos para maior clareza. Além disso, quando considerado apropriado, os números de referência podem ser repetidos entre as figuras para indicar elementos correspondentes ou análogos.

Descrição das várias concretizações

[0041] Será apreciado que vários detalhes específicos são expostos de forma a proporcionar um entendimento exaustivo dos exemplos das concretizações aqui descritos. No entanto, será entendido pelos técnicos no assunto que as concretizações aqui descritas podem ser praticadas sem estes detalhes específicos. Em outros casos, métodos, procedimentos e componentes bem conhecidos não foram descritos em detalhes de modo a não obscurecer as concretizações aqui descritas. Além disso, esta descrição não é para ser considerada como limitante do escopo das concretizações aqui descritas em qualquer maneira, mas sim como meramente descrevendo a implementação das várias concretizações aqui descritas.

[0042] Um ou mais sistemas descritos neste documento podem ser implementados em programas de computador executando em computadores programáveis, cada um compreendendo pelo menos um processador, um sistema de armazenamento de dados (incluindo memória volátil e não volátil e/ou elementos de armazenamento), pelo menos um dispositivo de entrada, e pelo menos um dispositivo de saída. Por exemplo, e sem limitação, o computador programável pode ser uma unidade programável lógica, um computador principal, servidor e computador pessoal, programa ou sistema baseado em nuvem, laptop, assistente de dados pessoais, telefone celular, smartphone ou dispositivo de tablet.

[0043] Cada programa é preferivelmente implementado em um procedimento de alto nível ou programação orientada a objetos e/ou linguagem de script para se comunicar com um sistema de computador. No entanto, os programas podem ser implementados em Assembly ou linguagem de máquina, se desejado. Em qualquer caso, a linguagem pode ser uma linguagem compilada ou interpretada. Cada tal programa de computador é preferivelmente armazenado em um meio de armazenamento ou um dispositivo legível por um computador programável de uso geral ou especial para configurar e operar o computador quando o meio ou dispositivo de armazenamento é lido pelo computador para executar os procedimentos aqui descritos.

[0044] Referindo-se agora à Figura 1, a Figura 1 é um diagrama de blocos ilustrando uma concretização exemplificativa do sistema 100 que gerencia a reação eletrolítica de um reator sob demanda 102 para gerar gás hidrogênio e oxigênio a ser injetada dentro de um motor de combustão interna 104, de modo a reduzir as emissões, melhorar a economia de combustível e melhorar o desempenho do motor. O sistema 100 compreende um número de elementos funcionais incluindo um reator 102, um motor 104, um módulo de controle do motor (“ECM”) 106, uma unidade de controle eletrônico (“ECU”) 108, uma pluralidade de sensores 110 acoplada ao reator 102, e uma placa de controle do reator (“RCB”) 112. A ECU 108 é a unidade de tomada de decisão ou comandante do sistema 100. A ECU 108 em conjunto com a placa 112 RCB formam o conjunto de controle (não mostrado) do sistema 100. Ao iniciar o motor 104, a ECU 108 se energiza e recebe energia a partir do sinal de ignição do motor. Este sinal é provido quando a ignição é ligada.

[0045] Após o estágio de energização, o sistema 100 efetua uma autoverificação. A autoverificação é uma função incorporada do microcontrolador da ECU 108 (não mostrado) que executa a iniciação de pinos de entrada e de saída da ECU 108 bem como a inicialização da RCB 112 e a pluralidade de sensores 110. O sistema 100 então se move para realizar etapas da operação e automonitoramento.

[0046] Na primeira etapa das etapas de automonitoramento, a ECU 108 executa uma verificação de vazamentos no reator 102. A sub-rotina é usada para detectar um vazamento e impedir um falso positivo. Se é detectado um vazamento, a sub-rotina retorna um valor indicando e então gera um código de falha.

[0047] Em seguida, a ECU 108 executa uma verificação de temperatura no reator 102. A sub-rotina é usada para monitorar a temperatura do reator 102 e controlar o reator 102 do aquecedor (não mostrado) a uma temperatura ideal para o reator 102.

[0048] Em seguida, a ECU 108 executa uma verificação de temperatura no reservatório de água (não mostrado). Uma sub- rotina é usada para monitorar a temperatura do reservatório da água e controlar o aquecedor do reservatório de água a uma temperatura ideal para a água.

[0049] Em seguida, a ECU 108 executa a verificação de tensão do reator 102. Uma sub-rotina é usada para verificar se a tensão está na faixa ideal. A RCB 112 tem um conjunto de circuitos embutido para medir e controlar a tensão. A ECU 108 registra o valor e o compara com a faixa ideal. Se a ECU 108 determina que a tensão não está, e não pode ser ajustada para a faixa ideal, ela retorna um código de falha.

[0050] Em seguida, a ECU 108 executa uma verificação do nível de água do reservatório. Uma sub-rotina é usada para medir o nível do reservatório de água (não mostrado) conectado ao reator 102. A sub-rotina tem 2 níveis. Se a ECU 108 recebe um sinal de “acrescentar água” para o primeiro nível associado com o nível “operador cheio”, ela retorna um aviso para o operador para encher o tanque (não mostrado). Se a ECU 108 recebe um sinal para o segundo nível associado com a bomba (não mostrada), a ECU 108 não irá permitir que a bomba ligue, evitando danos para a bomba e o sistema 100. A ECU 108 irá eventualmente desligar o reator 102 para evitar mais danos no caso que nenhuma água é adicionada ao reservatório.

[0051] Em seguida, a ECU executa uma verificação de resistência no reator 102. A sub-rotina é usada para medir a resistência do eletrólito. Um sensor, de entre a pluralidade de sensores 110, em contato com o eletrólito, é usado para medir a resistência. O valor pode ser utilizado para determinar a concentração e a condutividade do eletrólito. Esta informação pode ser útil no cálculo de fluxo de gás de alta precisão.

[0052] Após as etapas de automonitoração, descritas acima, o sistema 100 continua para executar as etapas de operação. A primeira etapa é iniciar o reator 102.

[0053] A ECU 108 irá determinar se o reator 102 pode ser energizado com base no estado das verificações automonitoradas, acima. Se a ECU 108 se energiza sobre o reator 102 e nenhuma água é adicionada ao reator 102, a ECU 108 desativa o reator 102 quando se atinge um estado baixo de eletrólito. Quando a ECU 108 determina que o reator 102 está pronto, ela em seguida liga o reator 102. Para isso, a ECU 108 envia um sinal para a RCB 112 permitindo que a corrente flua através do reator 102.

[0054] Em seguida, a ECU 108 executa uma verificação de amperagem do reator 102, isso faz parte da rotina de automonitoramento. A sub-rotina é usada para medir a amperagem que o reator 102 está extraindo. A RCB 112 foi incorporada no conjunto de circuitos para medir e controlar a amperagem para o reator 102. A amperagem medida é um indicador de que o reator 102 está operando. A ECU 108 compara a amperagem medida com a amperagem ideal e a ajusta como consequência. A RCB 112 pode controlar a tensão e a corrente para ajustar o consumo de potência do reator 102 para um desempenho ideal. A ECU 108 controla a RCB 112 e a temperatura do reator 102 para atingir um desempenho ideal.

[0055] Semelhante a outras etapas, as sub-rotinas são programadas no microcontrolador da ECU 108 para acumular e registrar a pluralidade de dados dos sensores 110. A ECU 108 usa os dados coletados para medir uma pluralidade de parâmetros do reator, para calcular assim a taxa de produção de gás ou nível de desempenho do reator enquanto o reator 102 está em execução. Para atingir o objetivo de melhorar o desempenho do motor 104, a ECU 108 calcula o desempenho do motor 104 (isto é, determina os indicadores de desempenho do motor e de prioridade, conforme descritos em mais detalhe abaixo) através do monitoramento uma pluralidade de parâmetros do motor para determinar como ajustar o nível de desempenho do reator (ou taxa de produção de gás) de modo a melhorar o desempenho do motor 104. As etapas associadas com esta fase do sistema de gerenciamento 100 são ilustradas na Figura 6 e discutida em maiores detalhes abaixo.

[0056] Referindo-se agora às Figuras 1 e 6, a Figura 6 é um fluxograma que ilustra as etapas básicas 600 tomadas pelo sistema 100 para melhorar o desempenho do motor 104. O processo inicia-se na etapa 602. Na etapa 604, a ECU 108 monitora a pluralidade de parâmetros do reator por meio do monitoramento da pluralidade de sensores 110, como descrito abaixo. Na etapa 606, a ECU 108 determina o nível de desempenho do reator com base nos dados coletados a partir da pluralidade de sensores 110 na etapa 604; este é o estado inicial do reator 102. Na etapa 608, a ECU 108 monitora a pluralidade de parâmetros do motor diretamente também a partir do motor 104, no caso do motor 104 não está equipado com um ECM 106, ou a partir dos dados armazenados dentro do ECM 106. Na etapa 610, a ECU 108 determina o nível de desempenho do motor com base nos dados coletados na etapa 608; este é o estado inicial do motor 104, ou o seu desempenho de referência. Na etapa 611, a ECU 108 determina alterações que podem ocorrer no nível do desempenho do motor determinado, continuando a monitorar o nível de desempenho do motor de modo que ela possa estimar um nível de demanda futura do motor. Em seguida, na etapa 612, a ECU 108 determina uma taxa de produção de gás ou nível de desempenho do reator que pode melhorar o desempenho do motor enquanto o motor está operando no nível de desempenho do motor determinado ou, se as alterações no desempenho foram detectadas na etapa 611, enquanto o motor está operando na previsão do nível de demanda futura do motor. O nível de desempenho do reator ou taxa de produção de gás na etapa 612 é chamado de “nível de desempenho ideal do reator” como quando o reator 102 opera neste nível, pode fornecer uma quantidade de gás correspondente ao nível de desempenho do motor determinado na etapa 610 ou, se alterações detectadas na etapa 611, correspondendo a previsão do nível de demanda futura do motor, para o motor 104 em exatamente o momento do motor 104 está prestes a operar no respectivo nível de desempenho ou demanda. Este é o algoritmo através do qual o sistema 100 melhora o desempenho do motor 104 em tempo real. Em outras palavras, o sistema 100 é sempre uma etapa à frente do motor; o sistema 100 não mostra uma resposta reacionária ao que já aconteceu. Finalmente, na etapa 614, a ECU 108 através da RCB 112 modifica, pelo menos uma de, mas não limitado a, a corrente elétrica fornecida ao reator 102, a tensão elétrica fornecida ao reator 102, e a temperatura do reator 102 para alcançar o nível de desempenho ideal do reator.

[0057] As etapas descritas acima são repetidas enquanto o motor 104 está em execução. Em outras palavras, o desempenho do reator 102 está sendo otimizado constantemente, determinando constantemente novos níveis de desempenho ideal do reator correspondentes à demanda futura do motor 104, para melhorar continuamente o desempenho do motor 104 enquanto o motor 104 está em execução. Além de determinar o nível de desempenho do motor em qualquer momento, a ECU 108 monitora continuamente a pluralidade de parâmetros do motor para determinar qualquer alteração no nível de desempenho do motor e a previsão de um nível de demanda futura do motor. Em outras palavras, a ECU 108 pode estimar a demanda que será colocada no motor no futuro. A ECU 108 então otimiza o desempenho do reator 102 comandando-o para operar no nível de desempenho do reator ideal correspondente ao nível de desempenho do motor determinado, se o motor ainda estiver operando nesse nível, ou a previsão do nível de demanda futura do motor, se o motor está próximo a operar a este nível, para melhorar o desempenho do motor 104 em tempo real, ou seja, não mostrando uma resposta reacionária.

[0058] O nível de desempenho do motor inicialmente medido é estabelecido como uma linha de partida, conforme discutido acima. A ECU 108 em seguida calcula o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás, conforme discutido abaixo, para otimizar o desempenho do reator 102 e dados para registrar o nível de desempenho do reator correspondente ao nível de desempenho do motor na linha de partida. Depois disso, a ECU 108 monitora a pluralidade de parâmetros do motor para detectar alterações no nível de desempenho do motor, ou seja, um sinal de mudança na demanda do motor 104. Se a demanda do motor 104 e a mudança de nível de desempenho do motor, a ECU 108 controla o reator 102 através da RCB 112 para ajustar o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás para melhorar o desempenho do motor 104. A ECU 108 prevê ainda se as alterações no nível de desempenho do motor ou a demanda do motor 104 continuarão baseadas nos parâmetros do motor 104, tais como, posições do acelerador, etc.. Esta é a previsão que ocorre na etapa 611.

[0059] Além de ler a pluralidade de parâmetros do motor para determinar uma mudança na demanda do motor 104 e o nível de desempenho do motor, a ECU 108 também usa os parâmetros de telemetria, tais como, dados de GPS, condições do terreno, etc. para melhor estimar o nível de demanda futura do motor e a taxa de produção de gás ou o nível de desempenho do reator requerido.

[0060] Este método permite que a ECU 108, com antecedência, estimar o nível de desempenho reator requerido na preparação para estimar as alterações na demanda do motor 104, ou seja, a previsão do nível de demanda futura do motor. Em outras palavras, conhecendo o nível de desempenho do reator, a quantidade de gás sendo gerada, o nível de desempenho do motor, e a previsão das alterações fornece a informação necessária para a ECU 108 para estimar e controlar o nível de desempenho do reator, ou a taxa de produção de gás, como um meio para controlar a quantidade real de gás sendo fornecido para o motor 104. Usando esta informação, em combinação com a determinação do nível de desempenho do motor e a previsão do nível de demanda futura do motor, resulta na capacidade para ajustar o nível de desempenho do reator ou a quantidade de produção de gás de uma forma que otimiza o desempenho do reator 102 frente a demanda do motor 104 do. Ou seja, o gás entra na câmara de combustão conforme ocorre a mudança no nível de desempenho do motor, ou seja, quando o motor 104 opera na previsão do nível de demanda futura do motor, e não depois em resposta às alterações.

[0061] Isto também significa que as configurações do reator 102 são ajustadas automaticamente, de modo que apenas a energia necessária é usada para criar o gás requerido. Por exemplo, se é necessário apenas 1 litro de gás, a ECU 108 controla o reator 102 através da RCB 112 para utilizar a energia mínima necessária para produzir a mesma quantidade de gás. Tal como descrito abaixo, este método de operação de sistema 100 resulta na melhoria do desempenho do motor 104, com base na prioridade dos indicadores de desempenho, enquanto minimiza o consumo de potência do reator 102 e otimiza o desempenho do reator 102 enquanto melhorando simultaneamente a eficácia do combustível e reduzindo as emissões.

[0062] Os parágrafos a seguir descrevem as etapas acima mencionadas em mais detalhes.

[0063] Referindo-se novamente às Figuras 1 e 6, para calcular o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás na etapa 606, a ECU 108 lê os valores em cima da amperagem, tensão, condutividade e concentração de eletrólito, e o valor da temperatura, isto é, a pluralidade de parâmetros do reator e do motor, a partir da pluralidade de sensores 110 na etapa 604. Cada ECU 108 tem um gráfico de calibração interna programado no seu microcontrolador que mapeia os valores dos parâmetros e a produção de hidrogênio e oxigênio. Os dados obtidos a partir da pluralidade de sensores 110 na etapa 604 são utilizados para ajustar o cálculo realizado na etapa 606 através da comparação dos valores medidos com os valores da linha de partida ou níveis de desempenho anteriores. Isto também tem o benefício adicional de que o sistema 100 não necessita de ser equipado com medidores de fluxo de gás caros para determinar o gás que está sendo fornecido ao motor.

[0064] Para determinar ainda uma taxa mais precisa do nível de desempenho do reator ou taxa de produção de gás, a ECU 108, além de usar a energia elétrica consumida pelo reator de 102 (potência= tensão x corrente elétrica), pode levar em consideração para a variação na temperatura e variação na concentração de eletrólito. Inicialmente, o nível de desempenho do reator é determinado em uma temperatura de calibração. O reator 102 irá inerentemente aquecer-se por si próprio, e sem controle da potência existe uma possibilidade que o reator 102 irá sobreaquecer. Quando a energia é limitada, a temperatura do reator 102 deve estabilizar. Para a calibração, a potência é limitada e o reator 102 é permitido a estabilizar. A produção de gás e temperatura que são medidas inicialmente define a linha de partida do reator 102 para o desempenho, como referido acima. Isso significa que a ECU 108 precisa considerar um ajuste para a temperatura nos cálculos adicionais do nível de desempenho do reator.

[0065] Consequentemente, a ECU 108 ajusta a o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás, calculado na etapa 606, por meio da consideração da amperagem, tensão, temperatura, e/ou concentração de eletrólito. Depois disso, a ECU 108 retorna este valor ajustado como o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás.

[0066] Os cálculos na etapa 606 podem ser baseados em um de, mas não limitado a, a pluralidade de sensores 110 monitorando a pluralidade de parâmetros do reator, dependendo do processo ou do cálculo.

[0067] Antes de prosseguir para a próxima etapa de determinação do nível de desempenho do motor, etapa 610, a importância do monitoramento da concentração de eletrólito e da condutividade deve ser realçada. Como discutido acima, a concentração é monitorada na etapa 604 como parte da determinação do nível de desempenho do reator ou da taxa de produção de gás na etapa 606, a concentração muda durante o funcionamento e terá um efeito pequeno sobre a produção de gás. Além disso, o monitoramento da concentração de eletrólito é usado para verificar que o eletrólito não está perdido ou não está cristalizado e para confirmar que água foi adicionada ao reator 102 quando requerido. A concentração irá variar conforme a água é convertida em gás. Se a concentração está fora de um faixa pré-determinada e a ECU 108 não pode corrigir o problema, exigindo que a bomba adicione água, a ECU 108 indica uma falha e impede a operação adicional do sistema 100. O eletrólito é um catalisador e não deve ser consumido. A cristalização e a perda de eletrólito conduzirão a uma falha na unidade.

[0068] Como discutido, a ECU 108 também utiliza o monitoramento da concentração de eletrólito para determinar o nível de desempenho do reator (ou a quantidade de gás sendo gerada) na etapa 606. Os cálculos de produção de gás com base no consumo de potência (derivados a partir daqueles da pluralidade de sensores 110 medindo a tensão e amperagem, através da seguinte fórmula: potência= tensão x corrente elétrica) são mais precisos quando ajustados através da introdução da concentração e a condutividade do eletrólito na equação. À medida que a água é decomposta em gás, o nível de concentração irá alterar. Esta alteração afeta a produção de gás a um certo grau.

[0069] Passando para a próxima etapa de determinação do nível de desempenho do motor, a etapa 610, a ECU 108 interage com o motor 104, ou o ECM 106, usando um conjunto de circuitos embutido para monitorar a pluralidade de parâmetros do motor na etapa 608 discutida a seguir. A pluralidade de parâmetros do motor é monitorada de modo a observar a operação e as alterações de desempenho do motor 104. Isso permite que a ECU 108 determine o nível de desempenho ideal do reator necessário para melhorar o desempenho do motor. As alterações, determinadas na etapa 611, em cada uma da pluralidade de parâmetros do motor monitorada na etapa 608 indica se o motor 104 precisa de fornecer mais potência ou menos potência, ou seja, se a demanda do motor 104 do ou o nível de desempenho do motor está aumentando ou diminuindo. A determinação das alterações pode ser usada para estimar um nível de demanda futura do motor. É também ao determinar uma alteração na demanda do motor 104 ou do nível de desempenho do motor que a ECU 108, na etapa 614, controla a RCB 112 para ajustar o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás para melhorar o desempenho do motor de 104 quando o motor 104 está de fato operando na previsão do nível da demanda futura do motor.

[0070] A ECU 108 monitora quer através do ECM 106, se disponível, ou diretamente, pelo menos uma da, mas não limitado a, seguinte lista não exaustiva, da pluralidade de parâmetros do motor, na etapa 608 para determinar o desempenho do motor na etapa 610 e para determinar uma alteração no nível de desempenho do motor para estimar um nível de demanda futura do motor na etapa 611: odômetro, velocidade do veículo, velocidade do motor, consumo de combustível, taxa de combustível, pressão de massa de ar, fluxo de massa de ar, quilometragem, distância, taxa de combustível, temperatura de exaustão, sensores de NOx, sensores de CO2, sensores de O2, economia de combustível instantânea do motor, economia de combustível do motor, taxa de fluxo de massa de ar de entrada do motor, percentual de torque da demanda do motor, percentual de carga do motor na velocidade atual, relação de engrenagem atual da transmissão, engrenagem atual da transmissão, estado dos cilindros do motor de combustão (todos os cilindros), nível do batida do cilindro do motor (todos os cilindros), após o tratamento de admissão do sensor de NOx preliminar FMI (todos os bancos), etc..

[0071] Conforme discutido, a ECU 108 controla a quantidade de gás fornecido ao motor 104 na admissão através da determinação do nível de desempenho do motor a fim de melhorar o processo de combustão. A ECU 108 também é capaz de recalibrar alguns da pluralidade de parâmetros do motor, não mudando a programação, de modo que o ECM 106 pode adaptar-se a adição dos gases na câmara de combustão. Além disso, conforme discutido abaixo, deve ser notado que a ECU 108 registra o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor para análise e melhoria futura do sistema 100.

[0072] Agora que a ECU 108 determinou o nível de desempenho do motor na etapa 610 e a previsão do nível de demanda futura do motor na etapa 611, ela precisa controlar a RCB 112 para ajustar o nível de desempenho do reator, ou a taxa de produção de gás, para melhorar o desempenho do motor 104 enquanto o motor 104 está operando no nível de desempenho do motor determinado ou, devido a alterações determinadas na etapa 611, operando na previsão do nível da demanda futura do motor. A ECU 108 usa os dados coletados a partir das etapas 604-611 para determinar um nível de desempenho ideal do reator na etapa 612 e envia o nível de desempenho ideal do reator determinado para a RCB 112 na etapa 614. Em adição aos dados coletados a partir do motor 104 e do reator 102, a ECU 108 também utiliza os parâmetros de telemetria, tais como, dados de GPS, condições do terreno, etc., para determinar e estimar as atuais e futuras demandas do motor 104, níveis de desempenho do motor correspondentes e o nível de desempenho ideal do reator correspondente.

[0073] O reator 102 necessita agora operar de acordo com o nível de desempenho ideal do reator determinado na etapa 612. A RCB 112 é projetada para controlar o reator a fim de controlar e ajustar a quantidade de gás sendo fornecida ao motor. A RCB 112 tem um microcontrolador personalizado embutido controlando, mas não se limitando a, um modulador de largura de pulso (PWM) e um sensor de corrente. Pode também ter um modulador de tensão e/ou de frequência juntamente com sensores correspondentes. Na etapa 614, a RCB 112 pode medir e controlar o desempenho do reator 102 através de sistemas de circuitos integrados baseados em instruções recebidas a partir da ECU 108. A RCB 112 também tem um sensor de temperatura-umidade e uma ligação de comunicação, discutido abaixo.

[0074] Na etapa 604, a RCB 112 monitora a amperagem como parte da sub-rotina do automonitoramento. A RCB 12 mede a potência que o reator 102 está extraindo e ajusta a amperagem usando o PWM para satisfazer os requerimentos de potência instruídos pela ECU 108. A RCB 12 aumenta ou reduz a amperagem para controlar o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás, conforme determinado pela ECU 108, desde que a potência esteja dentro dos limites. A RCB 112 também monitora a temperatura do reator 102, como parte da sub-rotina do automonitoramento, através de um sensor de temperatura integrado. A RCB 112 e a ECU 108 interagem para controlar o aquecedor e o ventilador para ajustar a temperatura do reator.

[0075] Uma temperatura aumentada ajuda no processo eletrolítico de água até um certo grau. À medida que a temperatura aumenta, o potencial de decomposição, a energia requerida para separar água em gás, é reduzida. A RCB 112 usa esta informação para elevar a temperatura se nível de desempenho do reator mais elevado ou mais taxa de produção de gás é necessária, sem aumentar a amperagem. Ao aumentar a temperatura, em vez da amperagem, o consumo de potência do motor 104 pode ser reduzido e deste modo é aumentado o desempenho ou a eficiência do motor 104, conforme discutido abaixo. Além disso, o monitoramento da temperatura impede que o reator 102 aqueça demais.

[0076] Em resumo, a ECU 108, nas etapas 602-614, interage com o motor 104, ou ECM 106, a pluralidade de sensores 110 e RCB 112 para determinar o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor. A ECU 108 controla a RBC 112 para controlar o circuito de modulação de largura de pulso (não mostrado) para controlar a quantidade de corrente disponível para o reator 102 e, desse modo, ajustar o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás para melhorar o desempenho do motor 104 enquanto o motor 104 está operando no nível de desempenho do motor determinado ou nível previsto de demanda futura do motor. Este nível de desempenho do reator ajustado é referido como o nível de desempenho ideal do reator.

[0077] Deve ser notado que, como discutido, a ECU 108 é a unidade de comando ou de tomada de decisão principal do sistema 100. Em outras palavras, a RCB 112 é uma escrava da ECU 108. No entanto, a RCB 112 é equipada com uma ligação de comunicação também. Através da ligação de comunicação, a RCB 112 pode acumular outras informações auxiliares para prover mais controle no caso da ECU 108 não ser parte do sistema 100.

[0078] Finalmente, quando o reator 102 não é requerido para operar mais, a ECU 108 executa um ciclo de desligamento. Antes de desligar a unidade, a ECU 108 determina o nível da água no reservatório e o nível de eletrólito do reator 102. Se o nível de água é baixo, a ECU 108 indica ao operador para encher o reservatório de água. A ECU 108 encherá o reator desde que exista água suficiente no reservatório. O ciclo tem um temporizador para permitir que o reator se estabeleça, o nível do eletrólito irá se alterar ligeiramente após a operação. A ECU 108 tem um ciclo de desligamento que utiliza uma bateria interna para alimentar algumas funções para preparar o sistema 100 para operação imediata na próxima vez que for conectado. O ciclo de desligamento é iniciado quando já não existe um sinal de ignição energizando a ECU 108.

[0079] Conforme discutido, o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás é diretamente relacionado com a potência que o reator 102 extrai a partir do motor 104 para gerar gás. Sabendo que o nível de desempenho do reator, o nível de desempenho ideal do reator, e o nível de desempenho do motor, ou a previsão do nível de demanda futura do motor, permitirá que o sistema 100 minimize a perda de potência parasítica do motor 104. O reator 102 usa uma parte da potência produzida pelo motor 104 para funcionar. Quando a quantidade de gás gerado pelo reator 102 é maior do que a demanda para atender o nível de desempenho do motor em tempo real, o reator 102 está usando mais potência do motor 104 do que o necessário. Isso contribui para a perda de potência parasítica. Uma vez que o sistema 100 pode ajustar o nível de desempenho reator de acordo com o nível de desempenho do motor em tempo real, esta perda parasítica pode ser minimizada. Ao controlar e otimizar o desempenho do reator 102, quando o nível de desempenho do motor não exige uma taxa de produção de gás superior do reator 102, o sistema 100 emprega menos carga no motor 104. Em outras palavras, o sistema 100 alcança um dos objetivos desta invenção, nomeadamente para reduzir as emissões e melhorar a eficiência do combustível, minimizando simultaneamente o consumo de potência do reator 102.

[0080] Referindo-se agora às Figuras 1 e 7, a Figura 7 é um fluxograma que ilustra as etapas básicas 700 tomadas pelo sistema 100 para detectar falhas dentro do sistema 100. O processo inicia-se na etapa 702. Na etapa 704, a ECU 108 coleta dados sobre a pluralidade de parâmetros do reator por meio da monitoração da pluralidade de sensores 110. Na etapa 706, a ECU 108 examina uma ocorrência de pelo menos uma de, mas não limitado a, pluralidade de parâmetros dos reatores existentes fora de uma faixa de funcionamento normal com base nos dados coletados a partir da pluralidade de sensores 110 na etapa 704. Na etapa 708, se a ECU 108 determina que pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator está fora de uma faixa de funcionamento normal, ela se desloca para a etapa 710. Caso contrário, ela se desloca de volta para a etapa 704 para monitorar novamente a pluralidade de parâmetros do reator. Na etapa 710, a ECU 108 ordena a RCB 112 que regule o reator 102 em resposta à ocorrência detectada na etapa 708.

[0081] A ECU 108 tem a inteligência para usar a informação que ela acumula na etapa 704 para determinar se a unidade está dentro das condições operacionais normais ou não. A ECU 108 tem a capacidade de alterar parâmetros operacionais para corrigir condições de falha, quando necessário, na etapa 710. A ECU 108 tem a lógica para determinar se as alterações para corrigir a(s) falha(s) estão tendo um efeito ou não. A detecção de falhas da ECU 108 é concebida para proteger o motor 104 de ser danificado bem como o próprio sistema 100. A detecção de falhas é concebida de uma maneira à prova de falhas. A programação da ECU 108 também tem embutida ações corretivas para ser tomadas para manter o sistema 100 operacional o maior tempo possível, sem causar danos, se ocorrer uma falha. Na etapa 710, a ECU 108 desativa o reator 102 se ações corretivas não estão tendo o efeito desejado para evitar danos ao motor 104 ou ao reator 102.

[0082] A pluralidade de parâmetros do reator que são monitorados pela ECU 108 na etapa 704 inclui a seguinte lista não exaustiva: nível do tanque de água, nível de eletrólito, tensão elétrica fornecida, corrente elétrica fornecida, temperatura do tanque de água, temperatura do reator, vazamento do reator, bomba de água, fluxo de gás, umidade relativa, condutividade do eletrólito, resistência do eletrólito, concentração de eletrólito, etc..

[0083] Na etapa 704, a ECU 108 monitora o nível do tanque de água e proporciona uma indicação quando a água necessita de ser adicionada ao reservatório do sistema 100. Isto também serve para proteger a bomba de água de funcionar quando não existe água suficiente no tanque. A ECU 108 eventualmente desativa o reator 102 na etapa 710 para evitar mais danos no caso que nenhuma água é adicionada ao reservatório.

[0084] Na etapa 704, a ECU 108 monitora o nível de eletrólito do reator 102 e adicionará água ao reator 102 quando necessário. A ECU 108 eventualmente desliga o sistema 100 na etapa 710 no caso que nenhuma água é adicionada ao reservatório.

[0085] Na etapa 704, a ECU 108 monitora a concentração de eletrólito. A concentração é também monitorada como parte da determinação do nível de desempenho do reator ou da quantidade de gás a ser gerada, conforme discutido acima. Este monitoramento, na etapa 704, é também usado para verificar que o eletrólito não está cristalizando e para confirmar que água foi adicionada ao reator 102 quando necessário. A concentração irá variar conforme a água é adicionada ao reator 102 ou convertida em gás. Se a concentração está fora de uma faixa predeterminada e a ECU 108 não conseguir corrigir o problema, a ECU 108 indica uma falha na etapa 710.

[0086] Na etapa 704, a ECU 108 mede a tensão para determinar, na etapa 706, quanta tensão está disponível antes do reator 102 ser energizado. Ela também determina a potência do reator 102 é extraída e garante que o reator 102 não drene a bateria do veículo no caso em que o alternador do motor 104 falhe ou se a ignição for deixada ligada sem o motor 104 funcionando. Se a tensão estiver fora da faixa de funcionamento, a ECU 108 desativa o reator 102 e indica uma falha na etapa 710.

[0087] Na etapa 704, a ECU 108 mede a corrente para determinar, na etapa 706, a potência do reator 102 sendo extraída e para garantir que o reator 102 está operando na amperagem especificada para o nível de desempenho do reator ou taxa de produção de gás desejada. Como discutido acima, esta é uma das formas que a ECU 108 controla o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás. Se a amperagem estiver fora da faixa de funcionamento, a ECU 108 desativa o reator 102 e indica uma falha na etapa 710.

[0088] Na etapa 704, a ECU 108 mede a temperatura do reservatório de água para garantir que a água seja líquida e não sólida. Se, na etapa 706, a temperatura é determinada para ser inferior a 8 °C, a ECU 108 ativa o aquecedor do tanque para trazer a água para a temperatura operacional na etapa 710.

[0089] Na etapa 704, a ECU 108 mede a temperatura do reator 102 para monitorar o seu desempenho e garantir que o reator 102 não se superaqueça. Na etapa 706, a ECU 108 determina se a temperatura é ideal. A ECU 108 ativa o aquecedor de reator 102 até que ele alcance a temperatura ideal, na etapa 710. Ela também desativa o reator 102 no caso que o reator 102 inicia o superaquecimento.

[0090] Na etapa 704, a ECU 108 monitora o reator 102 para vazamentos. A ECU 108 na etapa 706 determina se o vazamento é um falso positivo ou um vazamento real. Se o vazamento é determinado como sendo verdadeiro a ECU 108 desativa o reator 102 e indica uma falha na etapa 710.

[0091] Referindo-se agora à Figura 2, a Figura 2 é um diagrama de blocos ilustrando outra concretização exemplificativa do sistema 100. O sistema 200 compreende um número de elementos funcionais incluindo um reator 202, um motor 204, um módulo de controle do motor (“ECM”) 206, uma unidade de controle eletrônico (“ECU”) 208, uma pluralidade de sensores 210 acoplada ao reator 202, uma placa de controle do reator (“RCB”) 212, e um módulo de armazenamento 214 acoplado a ECU 208. Exceto o módulo de armazenagem 214, os outros componentes são semelhantes aos descritos e ilustrados acima na Figura 1. Como um resultado, estes componentes são referidos usando números de referência correspondentes à Figura 1.

[0092] O módulo de armazenamento 214 é configurado para armazenar a pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor. A ECU 108 usa o módulo de armazenamento 214 para registro e gravação de dados, para análise adicional para criar melhorias de desempenho. A ECU 108 também registra os dados para relatórios futuros.

[0093] Referindo-se agora às Figuras 1, 2 e 8, a Figura 8 é um fluxograma que ilustra as etapas básicas 800 tomadas pelo sistema 100 ou 200 para armazenar a pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator, e o nível de desempenho do motor. O processo inicia-se na etapa 802. Na etapa 804, a ECU 108 acumula os dados sobre a pluralidade de parâmetros do reator por meio de monitorar a pluralidade de sensores 110 ou 210. Na etapa 806, a ECU 108 determina o nível de desempenho do reator com base nos dados coletados a partir da pluralidade de sensores 110 na etapa 804. Na etapa 808, a ECU 108 coleta dados sobre a pluralidade de parâmetros do motor. Na etapa 810, a ECU 108 determina o nível de desempenho do motor com base nos dados coletados na etapa 808. Finalmente, na etapa 812, a ECU 108 armazena a pluralidade monitorada dos parâmetros do reator e a pluralidade de parâmetros do motor juntamente com o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor determinados no módulo de armazenamento 214.

[0094] Referindo-se agora à Figura 3, a Figura 3 é um diagrama de blocos ilustrando outra concretização exemplificativa do sistema 100. O sistema 300 compreende um número de elementos funcionais incluindo um reator 302, um motor 304, um módulo de controle do motor (“ECM”) 306, uma unidade de controle eletrônico (“ECU”) 308, uma pluralidade de sensores 310 acoplada ao reator 302, uma placa de controle do reator (“RCB”) 312, e um módulo de visualização 314 acoplado a ECU 308. Exceto o módulo de visualização 314, outros componentes são semelhantes aos descritos acima e ilustrados na Figura 1. Como um resultado, estes componentes são referidos usando números de referência correspondentes à Figura 1.

[0095] Referindo-se às Figuras 1 e 3, o módulo de visualização é configurado para apresentar visualmente um indicador de desempenho com base na pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor. O módulo de visualização 314 é o principal ponto central para o operador fazer a interface com o sistema 100. A informação e a comunicação são controladas pela ECU 108. O módulo de visualização 314 atualiza o controlador (“driver”) do desempenho do reator 102 e do motor 04. Ele também permite que o operador controle e configure parâmetros específicos para o reator 102. Diferentes clientes podem ter diferentes aplicações para o sistema 100 e o módulo de visualização 314 proporciona a interação para personalizar os parâmetros disponíveis para satisfazer as suas necessidades. Adicionalmente, a ECU 108 pode se comunicar com o módulo de exibição 314 para exibir as informações necessárias a um usuário para manter o sistema 100 em ordem de trabalho ideal ou para informar ao usuário para realizar serviço no sistema 100.

[0096] Referindo-se agora às Figuras 1, 3 e 9, a Figura 9 é um fluxograma que ilustra etapas básicas 900 tomadas pelo sistema 100 ou 300 para exibir visualmente a pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator, e o nível de desempenho do motor. O processo inicia-se na etapa 902. Na etapa 904, a ECU 108 coleta dados sobre a pluralidade de parâmetros do reator por meio do monitoramento da pluralidade de sensores 110 ou 310. Na etapa 906, a ECU 108 determina o nível de desempenho do reator com base nos dados coletados a partir da pluralidade de sensores 110 na etapa 904. Na etapa 908, a ECU 108 coleta os dados sobre a pluralidade de parâmetros do motor. Na etapa 910, a ECU 108 determina o nível de desempenho do motor com base nos dados coletados na etapa 908. Finalmente, na etapa 912, a ECU 108 pode exibir visualmente uma ou muitas da pluralidade monitorada de parâmetros do reator e a pluralidade de parâmetros do motor juntamente com o nível de desempenho do reator e nível de desempenho do motor determinados através do módulo de exibição 314.

[0097] Referindo-se agora à Figura 4, a Figura 4 é um diagrama de blocos ilustrando outra forma de concretização exemplificativa de sistema 100. O sistema 400 compreende uma número de elementos funcionais incluindo um reator 402, um motor 404, um módulo de controle do motor (“ECM”) 406, uma unidade de controle eletrônico (“ECU”) 408, uma pluralidade de sensores 410 acoplada ao reator 402, uma placa de controle do reator (“RCB”) 412, e um servidor remoto 414 em comunicação com a ECU 408. Exceto o servidor remoto 414, outros componentes são semelhantes aos descritos e ilustrados acima na Figura 1. Como um resultado, estes componentes são referidos usando números de referência correspondentes à Figura 1.

[0098] Referindo-se às Figuras 1 e 4, a ECU 108 é capaz de transmitir registros de desempenho e outros dados especificados para um portal a ser compilado e colocado em um relatório. Os dados que são registrados e utilizados pela ECU 108 durante a viagem inicial para melhorar o desempenho do motor 104 e otimizar o desempenho do reator 102 é carregado ao servidor remoto 414 no final da viagem. Os dados recebidos são analisados para determinar se todas as melhorias podem ser feitas na lógica do sistema 100 para melhorar o desempenho do motor 104. Um operador humano ou um programa de computador é responsável pela condução da referida análise. As melhorias podem ser aplicadas a outras ECUs, associadas a outros motores, em comunicação com o servidor remoto 414 que têm condições semelhantes. A existência do servidor remoto 414 é crucial na geração do relatório.

[0099] Além disso, a ECU 108 não é limitada para a transmissão de dados apenas com o final de cada viagem. A ECU 108 pode definir um intervalo de transmissão de dados durante cada viagem e enviar os dados para o servidor remoto 414 consequentemente. Os dados recebidos são armazenados no servidor remoto 414 e uma tendência de dados históricos é criada para cada ECU 108 em comunicação com o servidor remoto 414. Ao receber os dados, uma análise é conduzida. Os dados são comparados com as tendências e dados históricos recebidos de outras ECUs que estão em comunicação com o servidor remoto 414. Se o operador humano ou o programa de computador determina que uma melhoria para o desempenho do motor 104 e do reator 102 está disponível, com base na análise acima mencionada, o servidor remoto 414 envia instruções para a ECU 108 a fim de melhorar o desempenho do motor 104 e do reator 102. Se o servidor remoto 414 determina que a melhoria de desempenho também é aplicável a outras ECUs associadas com outros motores em comunicação com o servidor remoto 414, ele também envia instruções semelhantes àquelas ECU.

[0100] A fim de transmitir e receber dados de e a partir do servidor remoto 414, a ECU 108 necessita estabelecer uma conexão com o servidor remoto 414. A ECU 108 é capaz de se conectar por meio de vários métodos para transferir os dados e informações corretas. A ECU 108 tem embutidos rádios, tais como, GPRS, Wi-Fi e/ou Bluetooth, para a comunicação com dispositivos externos para a interação e a transferência de dados. A ECU 108 tem também portas USB para comunicações com fio. Além disso, após cada ocorrência de transmissão de dados, a ECU 108 recebe e envia uma confirmação que os dados foram transmitidos com sucesso.

[0101] Com referência agora às Figuras 1, 4 e 10, a Figura 10 é um fluxograma que ilustra as etapas básicas 1000 tomadas pelo gerenciamento do sistema 100 ou 400 para comunicar com o servidor remoto 414 e transmitir a pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator, e o nível de desempenho do motor. O processo inicia-se na etapa 1002. Na etapa 1004, a ECU 108 coleta os dados sobre a pluralidade de parâmetros do reator por meio do monitoramento da pluralidade de sensores 110 ou 410. Na etapa 1006, a ECU 108 determina o nível de desempenho do reator com base nos dados coletados a partir da pluralidade de sensores 110 na etapa 1004. Na etapa 1008, a ECU 108 a pluralidade de parâmetros do motor. Na etapa 1010, a ECU 108 determina o nível de desempenho do motor com base nos dados coletados na etapa 1008. Na etapa 1012, a ECU 108 transmite a pluralidade de parâmetros do reator e pluralidade de parâmetros do motor monitoradas juntamente com o nível de desempenho do reator e nível de desempenho do motor determinados para o servidor remoto 414. Finalmente, na etapa 1014, o servidor remoto 414, após conduzir a análise acima discutida dos dados recebidos, transmite um nível de desempenho do reator ideal e instruções sobre como atingir o nível de desempenho ideal do reator para a ECU 108. Isso, por sua vez, resulta em melhorias no desempenho do reator 102 e do motor 104.

[0102] Com referência agora à Figura 5, a Figura 5 é um diagrama de blocos ilustrando outra concretização exemplificativa do sistema 100. O sistema 500 compreende um número de elementos funcionais incluindo um reator 502, um motor 504, um módulo de controle do motor (“ECM”) 506, uma unidade de controle eletrônico (“ECU”) 508, uma pluralidade de sensores 510 acoplada ao reator 502, uma placa de controle do reator (“RCB”) 512, um módulo de armazenagem 514 acoplado a ECU 508, um módulo de visualização 516 acoplado a ECU 508, e um servidor remoto 518 em comunicação com a ECU 508. Esta concretização é uma combinação das concretizações representadas nas Figuras 1-4.

[0103] Em outra concretização exemplificativa do sistema 100, a ECU 108 pode ajustar o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás de forma a otimizar seletivamente os indicadores de desempenho do motor. Os indicadores de desempenho do motor são calculados usando a pluralidade de parâmetros do motor, acima discutido. Os indicadores de desempenho do motor são alvos que o sistema 100 pretende alcançar. Por exemplo, os indicadores de desempenho do motor são, mas não se limitando a, eficiência de combustível, emissões, o torque do motor e potência do motor. Dependendo de quais indicadores de desempenho do motor são selecionados, o sistema 100 maximiza os indicadores de desempenho do motor selecionados de acordo com a prioridade atribuída aos indicadores de desempenho do motor selecionados.

[0104] Referindo agora às Figuras 1 e 3, o usuário seleciona os indicadores de desempenho motor que ele/ela deseja otimizar e classifica-os com base em uma prioridade que ela/ele tem em mente através do módulo de visualização 314. A ECU 108 ajusta o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás para otimizar cada um dos indicadores de desempenho do motor selecionados classificados do mais alto ao mais baixo. Considere o seguinte exemplo.

[0105] Por exemplo, existem situações onde as emissões irão classificar a economia de combustível. Considere um caso que os indicadores de desempenho do motor são ordenados como: 1) redução de emissões e 2) economia de combustível. Neste exemplo, a ECU 108 monitora as emissões e ajusta o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás para primeiro reduzir as emissões. Ela continua a ajustar o nível de desempenho do reator ou a taxa de produção de gás para reduzir as emissões até o ponto de chegar a um patamar ou um pouco antes das emissões começarem a subir novamente. Este é o ponto ideal. Neste ponto, a ECU 108 se concentra na redução do consumo de combustível, o indicador de desempenho do motor classificado em segundo na prioridade. Como o consumo de combustível está sendo reduzido, as emissões ainda estão sendo monitoradas para rastrear quaisquer alterações nas mesmas. Uma vez que a economia de combustível é otimizada, uma comparação entre os dois níveis de desempenho do reator ou taxas de produção de gás correspondentes à otimização de emissões e economia de combustível, respectivamente, é feita para encontrar um modelo de melhor ajuste que possa otimizar a eficiência em todos os aspectos do desempenho do motor. Este melhor modelo de ajuste encontrado é o nível de desempenho ideal do reator associado com a otimização simultânea dos indicadores de desempenho do motor selecionados. Este método para melhorar o desempenho do motor 104 e do reator 102 pode ser utilizado com um ou vários indicadores de desempenho do motor.

[0106] Numerosos detalhes específicos são aqui apresentados, de modo a proporcionar um entendimento exaustivo dos exemplos das concretizações aqui descritas. No entanto, será entendido pelos técnicos no assunto que estas concretizações podem ser praticadas sem estes detalhes específicos. Em outros casos, métodos bem conhecidos, procedimentos e componentes não foram descritos em detalhe de modo a não confundir a descrição das concretizações. Além disso, esta descrição não é para ser considerada como limitando o escopo destas concretizações de qualquer maneira, mas sim como meramente descrevendo a implementação destas várias concretizações.

Claims (28)

1. Sistema para gerenciar um reator eletrolítico sob demanda para o fornecimento de gás hidrogênio e oxigênio para um motor de combustão interna, o motor de combustão interna (104) sendo localizado em um veículo, sendo o sistema (100) caracterizado pelo fato de compreender: - uma pluralidade de sensores (110) acoplada ao reator (102), a pluralidade de sensores (110) configurada para medir uma pluralidade de parâmetros do reator (102); - uma unidade de controle eletrônico (108) acoplada à pluralidade de sensores e ao motor (104), a unidade de controle eletrônico (108) configurada para: - monitorar a pluralidade de parâmetros do reator e uma pluralidade de parâmetros do motor; - determinar um nível de desempenho do reator com base em um valor de parâmetro associado com pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator, sendo determinado pelo nível de desempenho do reator compreendendo determinar: - uma quantidade de gás hidrogênio sendo gerado pelo reator, a quantidade de gás hidrogênio sendo determinada através do processamento de um ou mais valores de parâmetro associado com um ou mais parâmetros do reator; - um nível de desempenho do motor com base no valor de parâmetro associado com pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do motor; - uma mudança no nível de desempenho do motor em um período futuro predeterminado para estimar um nível de demanda futura do motor, sendo que a previsão é baseada em um ou mais valores de parâmetro associado com um ou mais parâmetros do motor e dados de condição de terreno associados com o correspondente terreno para o veículo compreendendo o motor de combustão interna quando o veículo está em uso; e - um nível de desempenho ideal do reator com base no nível de demanda futura do motor e a quantidade de gás hidrogênio sendo produzido; e - uma unidade de controle do reator (112) acoplada ao reator e a unidade de controle eletrônico (108), a unidade de controle do reator configurada para: - regular, subsequentemente, o reator em resposta ao nível de desempenho ideal do reator determinado pela unidade de controle eletrônico (108) pela modificação de pelo menos uma da corrente elétrica fornecida ao reator, a tensão elétrica fornecida ao reator (102), e a temperatura do reator.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de a unidade de controle eletrônico (108) ser ainda configurada para recalibrar uma ou mais dos parâmetros do motor baseados em uma ou mais da pluralidade de parâmetros do reator.

3. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizado pelo fato de a unidade de controle eletrônico (108) ser ainda configurada para detectar uma ocorrência de pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator existente fora de uma faixa de funcionamento normal; e a unidade de controle eletrônico (108) ser ainda configurada para regular o reator (102) em resposta à ocorrência.

4. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de a pluralidade de parâmetros do reator compreender pelo menos uma de: nível do tanque de água, nível de eletrólito, tensão elétrica fornecida, corrente elétrica fornecida, temperatura do tanque de água, temperatura do reator, vazamento do reator, bomba de água, fluxo de gás, umidade relativa, condutividade do eletrólito, resistência do eletrólito e a concentração de eletrólito.

5. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de a pluralidade de parâmetros do motor compreender pelo menos um de: odômetro, velocidade do motor, consumo de combustível, taxa de combustível, pressão de massa de ar, fluxo de massa de ar, quilometragem, distância, temperatura de exaustão, níveis de NOx, níveis de CO2, níveis de O2, economia de combustível instantânea do motor, economia de combustível média do motor, taxa de fluxo de massa de ar de entrada do motor, percentual de torque de demanda do motor, percentual de carga do motor na velocidade atual, relação da engrenagem atual da transmissão, engrenagem real de transmissão, estado da combustão do cilindro do motor, nível de batida do cilindro do motor e nível preliminar FMI de admissão de NOx após tratamento, propulsão, velocidade do veículo e localização GPS.

6. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente uma memória (214) acoplada à unidade de controle eletrônico (208), a memória (214) armazenando os valores de parâmetro associados com a pluralidade de parâmetros do reator e a pluralidade de parâmetros do motor, a memória (214) armazenando ainda o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor.

7. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de compreender ainda um módulo visor (314) acoplado à unidade de controle eletrônico (308), o módulo visor (314) configurado para exibir visualmente pelo menos um indicador de desempenho, o indicador de desempenho sendo baseado em pelo menos um de: pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator, pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator, e o nível de desempenho do motor.

8. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de compreender ainda um módulo de comunicação acoplado à unidade de controle eletrônico (408), o módulo de comunicação configurado para transmitir uma primeira pluralidade de dados para um servidor remoto (414) e receber uma segunda pluralidade de dados a partir do servidor remoto, a primeira pluralidade de dados compreendendo valores de parâmetro associados com a pluralidade de parâmetros do reator e a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor, e a segunda pluralidade de dados compreendendo o nível de desempenho ideal do reator e instruções para a unidade de controle eletrônico (308) para alcançar o nível de desempenho ideal do reator, a segunda pluralidade de dados gerada com base em pelo menos uma das tendências históricas da primeira pluralidade de dados transmitida e comparação com outra primeira pluralidade de dados transmitida a partir de outras unidades de controle eletrônico (308) em comunicação com o servidor remoto.

9. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de o nível de desempenho ideal do reator é determinado com base em prioridades atribuídas a um ou mais dos indicadores de desempenho do motor, sendo que os indicadores de desempenho do motor podem ser selecionados do grupo consistindo de eficiência de combustível, emissões, torque do motor e potência do motor.

10. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de a previsão ser baseada, adicionalmente, nos dados do local associado com o veículo compreendendo o motor de combustão interna.

11. Sistema, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de: - a pluralidade de parâmetros do reator compreender pelo menos uma tensão elétrica fornecida e uma corrente elétrica fornecida ao reator; e - determinar a quantidade de gás de hidrogênio sendo gerada pelo reator (102) compreendendo o processamento de pelo menos da energia consumida pelo reator (102) com base na tensão elétrica fornecida e na corrente elétrica fornecido ao reator (102).

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de determinar a quantidade de gás de hidrogênio sendo gerada pelo reator (102) compreender ainda o ajuste da quantidade determinada do gás de hidrogênio sendo gerado pelo reator com base na quantidade de condutividade do eletrólito e a quantidade da concentração do eletrólito.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a unidade de memória (214) armazenar ainda um gráfico de calibração e determinar a quantidade de gás de hidrogênio sendo gerada pelo reator (202) compreendendo mapear, usando o gráfico de calibração, o um ou mais valores de parâmetros associados com o um ou mais parâmetros do reator a um nível da produção de gás de hidrogênio pelo reator.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de a unidade de memória armazenar ainda um gráfico de calibração e determinar a quantidade de gás de hidrogênio sendo gerada pelo reator compreendendo, adicionalmente: - comparar uma temperatura do reator a uma temperatura de calibração inicial para determinar uma variância na temperatura do reator; e - baseado na variância na temperatura do reator, mapear usando o gráfico de calibração, os valores para um valor ajustado da produção do gás de hidrogênio.

15. Método para gerenciar um reator eletrolítico sob demanda para o fornecimento de gás hidrogênio e oxigênio para um motor de combustão interna, o motor de combustão interna (104) sendo localizado em um veículo, o método caracterizado pelo fato de compreender: - prover uma pluralidade de sensores (110) acoplada a um reator, a pluralidade de sensores configurada para medir uma pluralidade de parâmetros do reator; - monitorar a pluralidade de parâmetros de reatores; - determinar um nível de desempenho do reator com base em um valor de parâmetro associado com pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator, em que: - determina o nível de desempenho do reator compreende determinar uma quantidade de gás hidrogênio sendo gerado pelo reator, a quantidade de gás hidrogênio sendo determinada através do processamento de um ou mais valores de parâmetro associados com um ou mais parâmetros do reator; - monitora uma pluralidade de parâmetros do motor; - determina um nível de desempenho do motor com base em um valor de parâmetro associado com pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do motor; - prevê uma mudança no nível de desempenho do motor em um período futuro predeterminado para estimar um nível de demanda futura do motor, sendo a predição baseada em um ou mais valores de parâmetro associados com um ou mais parâmetros do motor e dados da condição do terreno associados com o correspondente terreno para o veículo compreendendo o motor de combustão interna, quando o veículo está em uso; - determina um nível de desempenho ideal do reator com base na previsão do nível de demanda futura do motor e a quantidade de gás hidrogênio sendo produzido; e subsequentemente: - regular o reator em resposta ao nível de desempenho ideal determinado por uma unidade de controle eletrônico (108), conectado à pluralidade de sensores pela modificação de pelo menos uma da: corrente elétrica fornecida ao reator, a tensão elétrica fornecida ao reator, a frequência, a amplitude e a temperatura do reator.

16. Método, de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente operar a unidade de controle eletrônico (108) para recalibrar um ou mais dos parâmetros do motor baseada em um ou mais da pluralidade de parâmetros do reator.

17. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 ou 16, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente operar a unidade de controle eletrônico (108) para detectar uma ocorrência de pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator existente fora de uma faixa de funcionamento normal; e regular o reator (102) em resposta à ocorrência.

18. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 17, caracterizado pelo fato de a pluralidade de parâmetros do reator compreender pelo menos uma de: nível do tanque de água, nível de eletrólito, tensão elétrica fornecida, corrente elétrica fornecida, temperatura do tanque de água, temperatura do reator, vazamento do reator, bomba de água, fluxo de gás, umidade relativa, condutividade do eletrólito, resistividade de eletrólito e a concentração de eletrólito.

19. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 18, caracterizado pelo fato de a pluralidade de parâmetros do motor compreender pelo menos uma de: velocidade do veículo, odômetro, velocidade do motor, consumo de combustível, taxa de combustível, pressão de massa de ar, fluxo de massa de ar, quilometragem, distância, temperatura de exaustão, níveis de NOx, níveis de CO2, níveis de O2, economia de combustível instantânea do motor, economia de combustível média do motor, taxa de fluxo de massa de ar de entrada do motor, torque percentual de demanda do motor, carga percentual do motor na velocidade atual, relação de engrenagem atual da transmissão, engrenagem atual da transmissão, estado da combustão do cilindro do motor, nível de batida do cilindro do motor, e nível preliminar FMI de admissão de NOx após tratamento, propulsão e localização GPS.

20. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 19, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente armazenar, em uma memória (214) acoplada à unidade de controle eletrônico (208), valores de parâmetro associados com a pluralidade de parâmetros do reator e a pluralidade de parâmetros do motor, o método compreendendo ainda operar a unidade de controle eletrônico para armazenar na memória o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor.

21. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 20, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente operar a unidade de controle eletrônico (208) para exibir visualmente, em um módulo visor (314), um indicador de desempenho com base em pelo menos uma de: pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do reator, pelo menos uma da pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor.

22. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 21, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente operar a unidade de controle eletrônico (408) para transmitir, usando um módulo de comunicação, uma primeira pluralidade de dados para um servidor remoto (414) e receber, usando o módulo de comunicação, uma segunda pluralidade de dados a partir do servidor remoto, a primeira pluralidade de dados compreendendo a pluralidade de parâmetros do reator, a pluralidade de parâmetros do motor, o nível de desempenho do reator e o nível de desempenho do motor, e a segunda pluralidade de dados compreendendo o nível de desempenho ideal do reator e instruções para a unidade de controle eletrônico para alcançar o nível de desempenho ideal do reator, a segunda pluralidade de dados gerada com base em pelo menos uma das tendências históricas da primeira pluralidade transmitida dos dados e comparação com outras da primeira pluralidade de dados transmitida de outros motores para o servidor remoto.

23. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 22, caracterizado pelo fato de o nível de desempenho ideal do reator ser determinado pela unidade de controle eletrônico com base em prioridades atribuídas a um ou mais indicadores de desempenho do motor, sendo que os indicadores de desempenho do motor podem ser selecionados do grupo consistindo de eficiência de combustível, emissões, torque do motor e a potência do motor.

24. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 23, caracterizado pelo fato de compreender ainda a previsão da alteração no nível de desempenho do motor com base adicionalmente nos dados do local associado com o veículo compreendendo o motor de combustão interna.

25. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 15 a 24, caracterizado pelo fato de a pluralidade dos parâmetros do reator compreender pelo menos uma tensão elétrica fornecida e uma corrente elétrica fornecida ao reator, e determinar a quantidade do gás de hidrogênio sendo gerado pelo reator (102) compreender o processamento pelo menos da energia consumida pelo reator com base na tensão elétrica fornecida e na corrente elétrica fornecida ao reator.

26. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de a determinação da quantidade de gás de hidrogênio sendo gerado pelo reator (102) compreender ainda o ajuste da quantidade de gás de hidrogênio sendo gerada pelo reator com base na quantidade de condutividade do eletrólito e na quantidade da concentração de eletrólito.

27. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - armazenar na memória (214), um gráfico de calibração; e - determinar a quantidade de gás de hidrogênio sendo gerado pelo reator (202) por mapeamento, usando o gráfico de calibração, o um ou mais valores de parâmetros associados com o um ou mais parâmetros do reator para um nível de produção de gás de hidrogênio pelo reator.

28. Método, de acordo com a reivindicação 20, caracterizado pelo fato de compreender ainda: - armazenar na memória (214), um gráfico de calibração; - determinar a quantidade de gás de hidrogênio sendo gerado pelo reator (202) por: - comparação de uma temperatura do reator para uma temperatura de calibração inicial para determinar uma variância na temperatura do reator; e - com base na variância na temperatura do reator, mapear usando o gráfico de calibração, os valores de parâmetros para um valor de ajuste da produção de gás de hidrogênio.