具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，三元催化器，是一种可以同时降低NOx、CO、HC排放的后处理装置。失火，是指燃料和空气的混合物在气缸内未被点燃的现象。断缸，是指某一气缸停止喷射燃料的现象。燃烧循环，是指各个气缸做功并驱动曲轴转动720°的过程。失火率，为未点燃的总次数与点火的总次数的比值。

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

实施例一

三元催化器是天然气发动机后处理核心部件，在天然气发动机运行时，发动机的内燃机燃烧燃料，比如：燃烧甲烷CH₄会产生引起空气污染的发动机尾气中的一氧化碳CO、氮氧化合物NOx、氢碳化合物HC等，目前，常利用三元催化器内部的贵金属进行反应，从而净化发动机尾气中的CO、NOx、HC等污染物。但是当混合气未能在气缸内燃烧时，这部分未燃混合气就会进入催化器内燃烧，从而导致催化器的温度超过其耐热限值，进而损坏三元催化器，导致出现售后抱怨和污染大气环境的现象。

对此，本实施例提供一种三元催化器防护方法，该三元催化器防护方法可解决因气缸失火导致的燃料和空气的混合物在三元催化器发生燃烧，进而导致三元催化器发生失效的问题。该三元催化器防护方法可以由三元催化器防护装置来执行，该装置可以通过软件和/或硬件的方式实现，并集成在车辆中。

具体地，如图1所示，该三元催化器防护方法包括以下步骤。

S110：获取发动机的气缸在燃烧循环过程中设定时间段内的点火的总次数以及未点燃的总次数。

可以理解的是，发动机具有多个气缸，且随着曲轴的转动，多个气缸的点火顺序也有先后，在一个燃烧循环的过程中，多个气缸驱动曲轴转动720°，曲轴转动720°分摊至每个气缸将形成分段窗口，该气缸驱动曲轴转过该分段窗口。

在某个气缸进行点火时，开始计时，且开始点火，点火可通过点火装置，如火花塞，开始点火后，在没有点火成功之前，火花塞每间隔一个固定的时间就点火一次，当累计设定时间段的时长后，停止计时，并输出该时间段内的统计的点火的总次数以及未点燃的总次数。点火的结果可能是气缸已经成功点燃，也可能未被点燃，当点燃成功后，点火的总次数比未点燃的总次数多一次；当未被点燃时，点火的总次数等于未点燃的总次数。从而，点火的总次数可通过未点燃的总次数，以及设定时间段内是否点火成功来确定。其中，当在设定时间段内没有点火成功的时候，可被认定气缸内发生失火。

可通过传感器获取未点燃的总次数以及点火的总次数，并且通过传感器获取未点燃的总次数及点火的总次数为现有技术，这在申请号为CN201710632790.9的前期专利——气体燃料发动机火花塞故障检测中已经有公开。

在其他的实施例中，亦可通过传感器获取未点燃的总次数，由于总的点火次数可能等于未点燃的总次数，也可能比未点燃的总次数多一次，因此，在检测到未点燃的总次数后，判断气缸是否点火成功，亦可计算出点火的总次数。具体地，点火成功时，气缸正常做功，曲轴将正常转动，而点火未成功时，曲轴仅依靠惯性转动，因此，可通过检测曲轴经过分段窗口的转动速度是否小于设定速度值来判断是否点火成功，这可以通过转速传感器进行检测。当判断点火成功后，总的点火次数可能等于未点燃的总次数加一次；当判断点火未成功时，总的点火次数等于未点燃的总次数。

S120：基于点火的总次数以及未点燃的总次数确定失火率。

控制器可通过计算点火的总次数和未点燃的总次数的比值来计算失火率。

S130：比较失火率和设定值的大小，当失火率大于设定值时，执行S140。若失火率小于或等于设定值，则返回S110。

其中，设定值可根据三元催化器的具体型号以及发动机的型号进行调整，并可通过前期的大量试验进行确定。

S140：将气缸断缸，停止气缸的燃料供给。

发动机的每个气缸均设有燃料供给管路，燃料供给管路用于给对应的气缸提供燃料，各燃料供给管路均设置控制阀，控制阀采用电控形式，可通过控制器关闭或开启燃料供给管路。

可以理解的是，当发动机的各个气缸正常运行时，三元催化器的温度大约在500℃～600℃之间，当气缸发生失火时，未被燃烧的燃料会在三元催化器中燃烧，进而容易导致三元催化器的温度超过其可正常工作的阈值温度。阈值温度如950℃～980℃，当三元催化器的温度超过阈值温度时将导致三元催化器失效。为了避免三元催化器失效，本实施例中，在燃烧循环过程中，至少一个气缸的失火率大于设定值时，能够保证三元催化器的温度不会超过其阈值温度。

需要注意的是，在每一个燃烧循环的过程中，均执行上述三元催化器防护方法，如此可保证发动机运行的过程中，对三元催化器提供最完善的保护。

本实施例提供的三元催化器防护方法，通过采集气缸在设定时间段内的失火率，并将其和设定值比较，在失火率大于设定值时，将气缸断缸，以此保证三元催化器的温度不会超过其能够正常工作的阈值温度，以对三元催化器进行防护，防止三元催化器因过热而损坏。

实施例二

如图2所示，本实施例提供一种三元催化器防护方法，该三元催化器防护方法在上述实施例一的基础上进一步具体化，该三元催化器防护方法如下步骤。

S210：获取发动机的气缸在燃烧循环过程中设定时间段内的点火的总次数以及未点燃的总次数。

S220：基于点火的总次数以及未点燃的总次数确定失火率。

S230：比较失火率和设定值的大小，当失火率大于设定值时，执行S240。若失火率小于或等于设定值，则返回S210。

S240：将气缸断缸，停止气缸的燃料供给。

S250：通过报警装置发出警示。

控制器可通过显示屏进行报警提示，亦可通过声、光报警装置进行报警提示，以警示驾驶员，此时气缸断缸，发动机输出扭矩将会受限，特别当车辆处于低速高负载的重载工况下时，需要及时应对，以避免车辆趴窝等不利现象发生。

S260：采集三元催化器的实时温度。

可通过设置于三元催化器中的温度传感器采集三元催化器的实时温度。

S270：比较实时温度和设定温度的大小。当实时温度小于等于设定温度时，执行S280；如果实时温度大于设定温度，则重新执行S260。

其中，设定温度可根据需要进行设置，如设定温度可以为600℃～650℃。

S280：在N个燃烧循环后对气缸重新进行燃料供给。

可通过控制器将控制阀打开以使燃料供给管路重新恢复对气缸的燃料供给。

由于气缸发生失火的概率并不高，特别连续的两次失火的概率更不大，当实时温度小于等于设定温度时，三元催化器在当前温度下，经过N个燃烧循环后，如果N个燃烧循环中没有其他气缸失火，三元催化器的实时温度将会降低，且即便在N+1个燃烧循环中发动机的其中一个气缸发生失火，亦可保证三元催化器的温度不会超过其阈值温度。其中，N的具体数值可通过经验给出。

可选地，如果当该气缸断缸后，在接下来的N个燃烧循环中，发动机的另外一个气缸的失火率超过设定值需要断缸，那么将该气缸进行燃料供给的时间继续延长N个燃烧循环，也就是在该气缸断缸后的2N个燃烧循环后重新进行燃料供给。如此可在一定程度上保证在该气缸重新进行燃料供给之前，三元催化器能够很大几率地正常工作。

可以理解的是，当发动机的其中一个气缸断缸后，发动机将会有较大幅度的抖动，这会对发动机产生一定的负面影响，且会影响驾乘人员的体验，在不影响三元催化器正常工作的前提下，尽快将断缸的气缸重新进行燃料供给，能够消除上述不利因素。

作为其中的一种可替代方案，步骤S280还可替代为：

保持气缸断缸并直至发动机熄火。当发动机机下一次启动时，可将断缸的气缸重新恢复燃料供给。如此设置，可充分保证三元催化器的正常运行。

本实施例提供的三元催化器防护方法，通过采集气缸在设定时间段内的失火率，并将其和设定值比较，在失火率大于设定值时，将气缸断缸，以此保证三元催化器的温度不会超过其能够正常工作的阈值温度，以对三元催化器进行防护，防止三元催化器因过热而损坏。且当气缸断缸后，采集三元催化器的实时温度，实时温度小于等于设定温度时，将气缸在N个燃烧循环后重新进行燃料供给，能够在保证三元催化器正常运行的前提下，避免发动机因气缸断缸带来的抖动等负面影响。

实施例三

如图3所示，本实施例提供一种三元催化器防护方法，该三元催化器防护方法可在上述实施例一的基础上进一步具体化，该三元催化器防护方法如下步骤。

S310：获取发动机所处的实时工况。

发动机的实时工况如重载工况、正常工况以及轻载工况，可通过发动机的输出扭矩、车速以及油门开度进行评估。可提前在控制器中预先存储输出扭矩、车速、油门开度和工况的关系图，控制器通过和整车ECU连接，以获取当前的发动机的输出扭矩、车速和油门开度，并将获得的输出扭矩和车速输入至输出扭矩、车速和工况的关系图，以输出对应的工况，即为发动机所处的实时工况。其中，输出扭矩、车速和工况的关系图可通过大量的前期试验获得。可以理解的是，整车ECU通过集成在车辆的扭矩传感器获取发动机的输出扭矩，通过集成在车辆的速度传感器获取车速，通过设置于油门踏板的位置传感器，或者设置于油门的流量传感器检测油门的开度。

S320：获取工况-设定值对应关系图。

工况-设定值对应关系图可通过前期的大量试验获得，并预先存储于控制器内。可以理解的是，车辆正常运行时，不同的工况下，三元催化器的温度也有差别，并且气缸的进气量也会有所差异，进而导致气缸失火时，进入至三元催化器内的燃料及空气的混合物的量也有不同，进而需要对应不同的工况设置不同的设定值。进而对应的失火率也会有差别。

S330：将实时工况输入对应关系图输出设定值。

S340：获取发动机的气缸在燃烧循环过程中设定时间段内的点火的总次数以及未点燃的总次数。

S350：基于点火的总次数以及未点燃的总次数确定失火率。

S360：比较失火率和设定值的大小，当失火率大于设定值时，执行S370。若失火率小于或等于设定值，则返回S340。

S370：将气缸断缸，停止气缸的燃料供给。

S380：通过报警装置发出警示。

可选地，还包括位于S380之后的S390～S410。

S390：采集三元催化器的实时温度。

可通过设置于三元催化器中的温度传感器采集三元催化器的实时温度。

S400：比较实时温度和设定温度的大小。当实时温度小于等于设定温度时，执行S401；如果实时温度大于设定温度，则重新执行S390。。

其中，设定温度可根据需要进行设置，如设定温度可以为600℃～650℃。

S401：将气缸在N个燃烧循环后重新进行燃料供给。

实施例四

如图4所示，本发明实施例四提供一种三元催化器防护装置，该三元催化器防护装置可以执行上述实施例所述的三元催化器防护方法，具体的，该三元催化器防护装置包括：

参数获取模410块，用于获取发动机的气缸在燃烧循环过程中设定时间段内的点火的总次数以及未点燃的总次数。

失火率确定模块420，用于基于点火的总次数以及未点燃的总次数确定失火率。

失火率比较模块430，用于比较失火率和设定值的大小。

执行模块440，用于在失火率大于设定值时将气缸断缸。

本发明提供的三元催化器防护装置，通过参数获取模410块获取发动机的气缸在燃烧循环过程中设定时间段内的点火的总次数以及未点燃的总次数，基于点火的总次数以及未点燃的总次数通过失火率确定模块420确定失火率；通过失火率比较模块430比较失火率和设定值的大小；当失火率大于设定值时通过执行模块440将气缸断缸，以此保证三元催化器的温度不会超过其能够正常工作的阈值温度，以对三元催化器进行防护，防止三元催化器因过热而损坏。

可选地，三元催化器防护装置还包括温度获取模块和温度比较模块。其中，温度获取模块用于在气缸断缸后采集三元催化器的实时温度；温度比较模块用于比较实时温度和设定温度的大小，执行模块440还用于在实时温度小于等于设定温度时将气缸在N个燃烧循环后重新进行燃料供给，能够在保证三元催化器正常运行的前提下，避免发动机因气缸断缸带来的抖动等负面影响。

可选地，三元催化器防护装置还包括：

工况获取模块，用于获取发动机所处的实时工况。

设定值确定单元，用于根据实时工况确定设定值。具体地，设定值确定单元用于将实时工况输入至工况-设定值对应关系图，并由工况-设定值对应关系图输出设定值。

本发明实施例四提供的三元催化器防护装置用于执行上述三元催化器防护方法，并具备相应的功能和有益效果。

实施例五

如图5所示，本发明实施例五提供一种车辆，其特征在于，包括发动机510、三元催化器520、点火装置530、控制器540、传感器550和控制阀560。发动机510、三元催化器520、点火装置530、控制器540、传感器550和控制阀560可以通过总线或其他方式连接。三元催化器520设置于发动机510的尾气排放管；点火装置530用于给在发动机510的气缸内的燃料点火。传感器550用于采集气缸在燃烧循环过程中设定时间段内点火装置530未点燃的总次数，并将未点燃的总次数以及总点火次数发送给控制器540。控制阀560用于在失火率大于设定值时将给气缸供给燃料的燃料供给管路关闭。

存储器作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的三元催化器防护方法对应的程序指令/模块。控制器540通过运行存储在存储器中的软件程序、指令以及模块，从而执行车辆的各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例的三元催化器防护方法。

存储器主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端的使用所创建的数据等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实例中，存储器可进一步包括相对于控制器540远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至车辆。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

可选地，发动机510为天然气发动机。相应地，供给气缸的燃料为天然气。当然，在其他的实施例中，发动机510还可为柴油发动机，相应地，供给气缸的燃料为柴油。

本发明实施例五提供的车辆与上述实施例提供的三元催化器防护方法属于同一发明构思，未在本实施例中详尽描述的技术细节可参见上述实施例，并且本实施例具备执行三元催化器防护方法相同的有益效果。

实施例六

本发明实施例六还提供一种存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被控制器执行时实现如本发明上述实施例所述的三元催化器防护方法。

当然，本发明实施例所提供的一种包含计算机可执行指令的存储介质，其计算机可执行指令不限于如上所述的三元催化器防护方法中的操作，还可以执行本发明实施例所提供的三元催化器防护方法中的相关操作，且具备相应的功能和有益效果。

通过以上关于实施方式的描述，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，本发明可借助软件及必需的通用硬件来实现，当然也可以通过硬件实现，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如计算机的软盘、只读存储器(Read-OnlyMemory,ROM)、随机存取存储器(RandomAccess Memory,RAM)、闪存(FLASH)、硬盘或光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是机器人，个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的三元催化器防护方法。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。