具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

首先对本申请所涉及的名词进行解释：

离合器：位于发动机和变速箱之间，用于使发动机与变速箱暂时分离或逐渐接合，以切断或传递发动机向变速箱输入的动力的部件。

其中，发动机的动力以扭矩的形式，经离合器传递后输入变速箱。

本申请所涉及的离合器可以是湿式离合器，即，由至少一片摩擦片和至少一片金属片构成，依靠车辆的液压控制装置工作的离合器。示例性地，当液压控制装置充油时，湿式离合器的摩擦片与钢片被压紧，从而可以传递发动机向变速箱输入的动力。当液压控制装置回油时，湿式离合器的摩擦片与钢片分离，从而切断发动机向变速箱输入的动力。

变速箱：又称为变速器，是指由箱体和箱体内部的多个齿轮对组成的，用于在发动机转速不变(即离合器传递给变速箱扭矩不变)的情况下，改变发动机提供给车辆的扭矩和行驶速度的部件。

其中，变速箱具有多个档位，其不同档位对应了车辆的不同扭矩和不同行驶速度。示例性地，变速箱处于较低档位时，车辆的扭矩大、行驶速度小；变速箱处于较高档位时，车辆的扭矩小、行驶速度大。

本申请所涉及的变速箱，可以是HMCVT。

HMCVT配合设置有多个离合器，该多个离合器与HMCVT的多个档位相对应。其中，HMCVT处于较低档位时，对应连接的离合器可以称为低档离合器；相应地，HMCVT处于较高档位时，对应连接的离合器可以称为高档离合器。

变速箱控制单元(Transmission Control Unit，TCU)：在车辆运行过程中，对各种描述当前车辆行驶状态的传感器信号进行处理，从而根据该车辆行驶状态进行变速箱档位控制的电子单元。

其中，描述当前车辆行驶状态的传感器信号例如可以是车辆转向信号、油门踏板深度信号等。

当TCU判断出车辆行驶状态需要升高变速箱档位时，TCU可以控制该变速箱从当前档位切换为更高一档的档位。在变速箱从当前档位切换为更高一档的档位时，其输出端的转速较高，此时，即将与其输入端进行连接的高档离合器所承受的扭矩较大。若高档离合器所承受的扭矩超过该高档离合器所能承受的静摩擦扭矩限值，该高档离合器中的摩擦片与钢片就会发生相对滑磨。离合器中的摩擦片与钢片发生相对滑磨时，该离合器可以称为处于滑磨状态的离合器，而离合器中的摩擦片与钢片相对静止时，该离合器可以称为处于相对静止状态的离合器。处于滑磨状态的高档离合器传递给变速箱的扭矩，较该高档离合器处于相对静止状态时传递给变速箱的扭矩更小，所以，处于滑磨状态的高档离合器会一直处于滑磨状态，从而出现严重磨损。

目前，主要通过增加高档离合器中的摩擦片数量和摩擦片的受力面积，来增大该高档离合器所能承受的静摩擦扭矩限值，从而防止其与摩擦片发生相对滑磨，保护该高档离合器。

然而，上述离合器保护方法存在占用较多空间的问题。

考虑到上述问题，本申请提供了一种档位切换方法，在不增加摩擦片个数或增大摩擦片面积的前提下，通过控制变速箱的档位切换，避免离合器与摩擦片出现相对滑磨，防止离合器损坏。

本申请提供的档位切换方法，可以适用于图1所示的车辆动力系统结构示意图。如图1所示，该车辆动力系统包括：发动机、多个离合器、变速箱、TCU、液压控制装置、汇流机构。

其中，发动机用于为该动力系统提供扭矩。离合器用于切断或传递发动机向变速箱输入的扭矩。变速箱用于通过改变其自身档位，改变发动机提供的扭矩。多个离合器对应变速箱的多个档位。TCU用于判断变速箱是否进行换挡操作，以及，控制变速箱的档位。液压控制装置用于为多个离合器提供液压压力。汇流机构用于汇集来自变速箱和液压控制装置的扭矩，并输出该汇集后的扭矩至车辆的车轮处。

示例性地，液压控制装置中设置有液压马达，用于将该液压控制装置的液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能，即扭矩。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。

应理解，本申请提供的档位切换方法，可以是上述由TCU执行的，也可以是由车辆中的其他处理单元执行的，例如电子控制单元(Electronic Control Unit，ECU)，或者，还可以是由前述TCU或ECU等处理单元中具有处理能力的部件(例如芯片)执行的。下述实施例是以该方法的执行主体为TCU为例，进行的示例性说明。

另外，本申请提供的档位切换方法，例如可以是TCU在判断出需要升高变速箱档位时、控制变速箱从当前档位切换至更高一档的档位之前进行的，也可以是TCU在控制变速箱从当前档位切换至更高一档的档位的过程中进行的。

其中，变速箱从当前档位切换至更高一档的档位的过程，即为变速箱的该更高一档的档位对应的离合器的预充油过程。

下面，结合图2，对TCU在控制变速箱从当前档位切换至更高一档的档位的过程中，进行本申请提供的档位切换方法的具体过程进行示例性介绍。

图2是本申请实施例提供的一种档位切换方法的流程示意图。如图2所示，本申请该方法可以包括：

S101，在将变速箱从第一档位切换至第二档位时，获取该第二档位对应的第二离合器在预充油过程中所需承受的总扭矩。

其中，第一档位低于第二档位，变速箱的每个档位对应车辆的一个离合器。

作为一种可能的实现方式，TCU可以获取第二离合器的扭矩、扭矩变化率，以及，第二离合器预充油所需的时长，从而可以根据所获取的第二离合器的扭矩、扭矩变化率，以及，第二离合器预充油所需的时长，获取总扭矩。

其中，上述第二离合器的扭矩，是指TCU在控制变速箱从当前档位切换至更高一档的时刻下，即，第二离合器预充油开始之前的时刻下，第二离合器的扭矩。

在该实现方式下，例如可以通过下述公式(1)，得到第二离合器的扭矩。

T_C＝T_OUT×gi (1)

其中，T_C为第二离合器的扭矩。T_OUT为变速箱的输出扭矩。gi为速比，即，变速箱的输出轴的转速与该变速箱的输入轴的转速的比值。

示例性地，TCU可以通过获取液压控制装置中的液压马达两端的液压差，计算得到液压控制装置传递至汇流机构输入端的扭矩，还可以通过汇流机构输出端的扭矩，计算出汇流机构输入端的总扭矩，并根据该液压控制装置传递至汇流机构输入端的扭矩、该汇流机构输入端的总扭矩，计算得到变速箱的输出扭矩T_OUT。

或者，上述输出扭矩T_OUT也可以是ECU获取后，发送给TCU的。

在该实现方式下，TCU可以通过下述公式(2)，得到第二离合器的扭矩变化率。

dT_C＝(T_C1-T_C0)/Δt (2)

其中，dT_C为第二离合器的扭矩变化率。T_C1为第二离合器在t1时刻的扭矩。T_C0为第二离合器在t0时刻的扭矩。Δt为t1时刻与t0时刻的时间差值。

其中，t0时刻晚于或等于上述第二离合器预充油开始的时刻，t0时刻早于t1时刻，t1时刻早于或等于上述第二离合器预充油结束的时刻。

示例性地，TCU可以根据多个以往的离合器预充油过程的历史时长数据确定上述第二离合器预充油结束的时刻，例如，可以取该历史时长数据的平均值，作为该第二离合器预充油过程的时长，从而确定出该预充油结束的时刻。

或者，TCU还可以基于用户输入值，确定上述第二离合器预充油结束的时刻。

示例性地，Δt的取值可以是用户输入的，也可以是TCU基于预充油过程所需的时间确定的。例如，预充油过程需要1S，则TCU可以确定Δt为10ms。

在该实现方式下，TCU可以通过下述公式(3)，得到第二离合器的总扭矩。

T_C总＝T_C+dT_C×t (3)

其中，T_C总为第二离合器的总扭矩，t为预充油过程中的任一时刻，t大于等于0、小于或等于上述第二离合器预充油结束的时刻。

作为另一种可能的实现方式，上述第二离合器的总扭矩例如可以由ECU执行计算，并由ECU将计算得到的值发送给TCU。

应理解，上述仅是示例性地给出了计算第二离合器的总扭矩、第二离合器的扭矩、扭矩变化率的方式，本申请并不对如何获取这些参数值的方式进行限定。

S102，判断第二离合器的总扭矩是否大于其静摩擦扭矩限值。

若总扭矩大于第二离合器的静摩擦扭矩限值，说明离合器中的摩擦片与钢片会发生相对滑磨，该离合器会处于滑磨状态，从而出现严重磨损，则进行步骤S103。若总扭矩小于或等于第二离合器的静摩擦扭矩限值，说明离合器中的摩擦片与钢片能够在液压控制装置的压力作用下保持相对静止，该离合器会处于相对静止状态，能够正常接合，则进行步骤S104。

作为一种可能的实现方式，TCU可以通过下述公式(4)，得到第二离合器的静摩擦扭矩限值。

T_max＝k×P_max (4)

其中，T_max为第二离合器的静摩擦扭矩限值。k为第二离合器摩擦片的目标参数值。P_max为车辆的液压控制装置的最大油压，即，液压控制装置能够施加的最大压力值。

示例性地，TCU可以通过下述公式(5)，得到上述目标参数值k。

k＝n×S×μ×F_N (5)

其中，n为摩擦片承受静摩擦力的面的数量。S为摩擦片承受静摩擦力的面的受力面积。μ为摩擦片的静摩擦系数。F_N为摩擦片即将发生滑动摩擦时所承受的正压力。示例性地，μ与F_N的乘积称为摩擦片的最大静摩擦力。

作为另一种可能的实现方式，上述第二离合器的静摩擦扭矩限值例如可以由ECU执行计算，并由ECU将计算得到的值发送给TCU。

应理解，上述仅是示例性地给出了计算静摩擦扭矩限值、目标参数值的方式，本申请并不对如何获取这些参数值的方式进行限定。

S103，停止将变速箱从第一档位切换至第二档位的操作，并退回第一档位。

S104，继续执行将变速箱从第一档位切换至第二档位的操作。

本申请提供的档位切换方法，在将车辆的变速箱从第一档位切换至第二档位时，通过获取即将切换的第二档位对应的第二离合器在换挡过程中所需承受的总扭矩，以及，该第二离合器的静摩擦扭矩限值，实时监控该总扭矩是否大于该静摩擦扭矩限值，并在该总扭矩大于该静摩擦扭矩限值时，停止档位切换，并退回至切换前的第一档位，从而避免了第二离合器所需承受的总扭矩大于其静摩擦扭矩限值后，该第二离合器中的摩擦片与钢片之间出现相对滑磨的情况，进而避免了该第二离合器的损坏。

下面，结合图3，对TCU在判断出需要升高变速箱档位时、控制变速箱从当前档位切换至更高一档的档位之前(预充油过程之前)，进行本申请提供的档位切换方法的具体过程进行示例性介绍。

图3是本申请实施例提供的另一种档位切换方法的流程示意图。如图3所示，在步骤S101之前，该方法还可以包括：

S201，获取第二档位对应的第二离合器在预充油之前所需承受的扭矩。

示例性地，TCU可以根据上述公式(1)，获取第二档位对应的第二离合器在预充油之前所需承受的的扭矩。

S202，判断第二离合器的扭矩是否大于其静摩擦扭矩限值。

示例性地，TCU可以根据上述公式(4)，获取第二离合器的静摩擦扭矩限值，然后判断该第二离合器的扭矩是否大于其静摩擦扭矩限值。

若扭矩大于第二离合器的静摩擦扭矩限值，说明离合器中的摩擦片与钢片会发生相对滑磨，该离合器会处于滑磨状态，从而出现严重磨损，则进行步骤S203。若扭矩小于或等于第二离合器的静摩擦扭矩限值，说明离合器中的摩擦片与钢片能够在液压控制装置的压力作用下保持相对静止，该离合器会处于相对静止状态，能够正常接合，则进行步骤S204。

S203，控制所述变速箱维持在所述第一档位。

S204，控制所述变速箱从所述第一档位切换至所述第二档位。

本申请提供的档位切换方法，通过获取第二档位对应的第二离合器在预充油之前所需承受的的扭矩，以及，该第二离合器的静摩擦扭矩限值，提前判断出该扭矩是否大于该静摩擦扭矩限值，并在该扭矩大于该静摩擦扭矩限值时，控制所述变速箱维持在所述第一档位，从而避免了第二离合器所需承受的扭矩大于其静摩擦扭矩限值后引起的，其与摩擦片之间的相对滑磨，进而进一步地避免了该第二离合器的损坏。

图4是本申请实施例提供的一种档位切换装置的结构示意图。如图4所示，该装置包括：获取模块21和档位切换模块22。示例性地，该档位切换装置还可以包括：控制模块23。其中：

获取模块21，用于在将车辆的变速箱从第一档位切换至第二档位时，获取第二档位对应的第二离合器在预充油过程中所需承受的总扭矩；第一档位低于第二档位；每个档位对应车辆的一个离合器；

档位切换模块22，用于在总扭矩大于第二离合器的静摩擦扭矩限值时，停止将变速箱从第一档位切换至第二档位的操作，并退回第一档位。

示例性地，获取模块21，具体用于在第二离合器在预充油时，获取第二离合器的扭矩、扭矩变化率，以及，第二离合器预充油所需的时长；根据第二离合器的扭矩、扭矩变化率，以及，第二离合器预充油所需的时长，获取总扭矩。例如，获取模块21，具体用于获取变速箱的输出扭矩，以及，变速箱的输出轴至第二离合器的速比；其中，速比为变速箱的输出轴的转速与第二离合器的输出轴的转速的比值；第二离合器的输出轴为变速箱的输入轴；将输出扭矩与速比的乘积作为第二离合器的扭矩。

示例性地，获取模块21，具体用于将扭矩变化率，与第二离合器预充油所需的时长相乘，得到第一乘积；将第一乘积与第二离合器的扭矩相加，得到总扭矩。

或者，档位切换模块22，用于在总扭矩小于或等于第二离合器的静摩擦扭矩限值时，继续执行将变速箱从第一档位切换至第二档位的操作。

可选地，获取模块21，还用于根据第二离合器摩擦片的目标参数值，以及，车辆的液压控制装置的最大油压，获取第二离合器的静摩擦扭矩限值；其中，目标参数值为摩擦片承受静摩擦力的面的数量、摩擦片的最大静摩擦力、与摩擦片承受静摩擦力的面的受力面积的乘积；最大油压为液压控制装置能够施加的最大压力值。例如，获取模块21，具体用于将目标参数值与最大油压相乘，得到第二离合器的静摩擦扭矩限值。

可选地，获取模块21，还用于获取第二档位对应的第二离合器在预充油之前所需承受的的扭矩。控制模块23，用于在扭矩大于第二离合器的静摩擦扭矩限值时，控制所述变速箱维持在所述第一档位，还用于在扭矩小于或等于第二离合器的静摩擦扭矩限值时，控制所述变速箱从所述第一档位切换至所述第二档位。

本申请提供的档位切换装置，用于执行前述档位切换方法实施例，其实现原理与技术效果类似，对此不再赘述。

图5是本申请实施例提供的一种处理单元的结构示意图。如图5所示，该处理单元400可以包括：至少一个处理器401和存储器402。

存储器402，用于存放程序。具体地，程序可以包括程序代码，程序代码包括计算机操作指令。

存储器402可能包含高速随机存取存储器(Random Access Memory，RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

处理器401用于执行存储器402存储的计算机执行指令，以实现前述方法实施例所描述的档位切换方法。示例性地，该处理单元例如可以是前述实施例中的TCU，或者ECU。其中，处理器401可能是一个中央处理器(Central Processing Unit，CPU)，或者是特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者是被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

可选地，该处理单元400还可以包括通信接口403。在具体实现上，如果通信接口403、存储器402和处理器401独立实现，则通信接口403、存储器402和处理器401可以通过总线相互连接并完成相互间的通信。总线可以是工业标准体系结构(Industry StandardArchitecture，ISA)总线、外部设备互连(Peripheral Component，PCI)总线或扩展工业标准体系结构(Extended Industry Standard Architecture，EISA)总线等。总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

可选地，在具体实现上，如果通信接口403、存储器402和处理器401集成在一块芯片上实现，则通信接口403、存储器402和处理器401可以通过内部接口完成通信。

本申请还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-Only Memory，ROM)、RAM存储器、磁盘或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，具体地，该计算机可读存储介质中存储有程序指令，程序指令用于上述实施例中的方法。

本申请还提供一种程序产品，该程序产品包括执行指令，该执行指令存储在可读存储介质中。处理单元的至少一个处理器可以从可读存储介质读取该执行指令，至少一个处理器执行该执行指令使得处理单元实施上述的各种实施方式提供的档位切换方法。

本申请还提供一种车辆，该车辆包括处理单元，该处理单元可以实施上述的各种实施方式提供的档位切换方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。