CN111102071A - 上车作业中动力系统的档位控制方法、设备及起重机械 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式提供一种上车作业中动力系统的档位控制方法，所述动力系统包括依次动力耦合的发动机、变速器和取力器，所述取力器的输出用于驱动负载，该方法包括：获取所述负载的扭矩需求和转速需求；基于所述扭矩需求和转速需求，计算所述变速器和取力器的档位组合变化集合中每种档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率；确定所述燃油消耗率最低的档位组合为最佳档位组合。同时还公开了一种上车作业中动力系统的档位控制设备。本发明的实施方式解决了发动机的能量利用率较低的问题，同时还降低了发动机在液压系统的燃油消耗率，提升了上车作业的稳定性。

Description

上车作业中动力系统的档位控制方法、设备及起重机械

技术领域

本发明涉及机械自动控制领域，具体地涉及一种上车作业中动力系统的档位控制方法、一种上车作业中动力系统的档位控制设备以及一种起重机械。

背景技术

节能减排一直是工程机械的重点研究课题。国内工程机械的能量利用率都比较低，特别是汽车起重机，总的能量利用率更低。造成工程机械能量利用率低的最主要原因是：在起重机的上车作业中，由于负载工况的不断实时变化，发动机的输出与驱动油泵不能保持良好的动力匹配，具体表现在动力系统的动力传导中的档位没有工作在最优的档位，因此导致在满足驱动油泵的工作条件下，发动机不能在最佳工作点或最佳工作区域运行，造成动力过剩和油耗升高等问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种上车作业中动力系统的档位控制方法及设备，旨在解决在现有起重机械中上车作业时负载与发动机的因匹配不合理而导致油耗升高的问题

为了实现上述目的，本发明提供一种上车作业中动力系统的档位控制方法，所述动力系统包括依次动力耦合的发动机、变速器和取力器，所述取力器的输出用于驱动负载，该方法包括：

获取所述负载的扭矩需求和转速需求；

基于所述扭矩需求和转速需求，计算所述变速器和取力器的档位组合变化集合中每种档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率；

确定所述燃油消耗率最低的档位组合为最佳档位组合。

可选的，所述档位组合变化集合包括以下档位状态下的变速器档位和取力器档位的可能组合：

在可选档位下，所述变速器的当前档位、当前档位的最近高档和当前档位的最近低档；以及

在可选档位下，所述取力器的当前档位、当前档位的最近高档和当前档位的最近低档。

可选的，所述计算所述变速器和取力器的档位组合变化集合中每种档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率，包括：

根据所述负载的扭矩需求，以及某一档位组合中所述变速器档位对应的变速器速比、所述取力器档位对应的取力器速比，计算该档位组合所对应的所述发动机的输出扭矩要求；

根据所述负载的转速需求，以及所述某一档位组合中所述变速器档位对应的变速器速比、所述取力器档位对应的取力器速比，计算该档位组合所对应的所述发动机的输出转速要求；

根据所述输出扭矩要求和所述输出转速要求，确定所述发动机的工作工况信息，并通过关系表格或拟合曲线确定该档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率，其中，所述关系表格或所述拟合曲线至少具有所述发送机可能工作工况信息中的所有工作状态内每个工作工况信息所对应的燃油消耗率。

可选的，在确定所述燃油消耗率最低的档位组合为最佳档位组合之前，所述方法还包括：

获取所述动力系统当前所处位置的海拔信息；

确定获取的海拔信息高于预设海拔阈值；

将所述燃油消耗率最低的档位组合中的变速器档位的最近低档作为所述变速器的最佳档位，生成最佳档位组合。

可选的，确定所述动力系统处于上车作业模式，且以下预设触发条件之一为激活状态时，再次获取所述负载的扭矩需求和转速需求，并计算档位组合变化集合中每种档位组合对应的所述发动机的燃油消耗率，重新确定最佳档位组合；所述预设触发条件，包括：

所述变速器或所述取力器的档位发生变化；

所述负载的扭矩需求或转速需求的变化量超出设定阈值；

达到预设的最佳档位组合的更新周期。

可选的，所述方法还包括：

获取所述变速器和取力器的当前档位；

确定获取的变速器当前档位不等于所述最佳档位组合中的变速器档位，或者获取的取力器当前档位不等于所述最佳档位组合中的取力器档位；

输出相应的换档指令或换档提示。

在本发明的第二方面，还提供了一种上车作业中动力系统的档位控制设备，该设备包括：

至少一个处理器；

存储器，与所述至少一个处理器连接；

其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的方法。

可选的，所述设备还包括海拔高度传感器，所述海拔高度传感器用于获取所述设备当前所处位置的海拔信息。

可选的，所述设备包括换档输出引脚，所述换档输出引脚用于输出相应的换档指令或换档提示。

在本发明的第三方面，还提供了一种起重机械，所述起重机械包括前述的档位控制设备。

本发明提供的技术方案根据发动机的输出扭矩曲线、燃油消耗率曲线及发动机万有特性曲线，结合起重机上车作业时系统负载变化，解决了发动机的能量利用率较低的问题。通过分析上车作业时系统负载需求量与发动机输出量的差异，利用变速器不同档位输出速比的不同，进而动力系统(发动机+变速器+取力器)输入油泵的扭矩的不同，从而有效降低了发动机在液压系统中的燃油消耗率。本发明提供技术方案也可以解决在高海拔区域作业时，发动机能耗利用率低以及上车作业的稳定性问题。

本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明实施例的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明实施例，但并不构成对本发明实施例的限制。在附图中：

图1为本发明一种实施例中的上车作业中动力系统的档位控制方法的流程示意图；

图2为本发明一种实施例中的上车作业中动力系统的档位控制方法的燃油消耗率曲线图；

图3为本发明一种实施例中的上车作业中动力系统的档位控制方法的自动变速器的工作示意图；

图4为本发明一种实施例中的上车作业中动力系统的档位控制方法的手动变速器的工作示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

图1为本发明一种实施例的上车作业中动力系统的档位控制方法的流程示意图。如图1所示，本发明提供一种上车作业中动力系统的档位控制方法，所述动力系统包含依次动力耦合的发动机、变速器和取力器，所述取力器的输出用于驱动负载，该方法包括：

获取所述负载的扭矩需求和转速需求；基于所述扭矩需求和转速需求，计算所述变速器和取力器的档位组合变化集合中每种档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率；确定所述燃油消耗率最低的档位组合为最佳档位组合。

如此，能够根据不同起重机械的各种动力系统的工况，通过实时计算出最佳的变速器档位和取力器档位，使发送机工作状态具有最佳燃油经济性，同时还减少了对操作人员的动力判断的经验依赖。

具体的，此处举例现有技术中由于档位不匹配导致能量利用率低的例子。假定发动机匹配的变速器的具体各档速比如下表：

档位	1档	2档	3档	4档	5档	6档	7档	8档	9档	10档
											速比	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0.5

上表仅表示变速器的速比变化趋势，其具体数值不用于后续的计算。该变速器的常用参数包括：额定输入功率、额定输入扭矩、以及额定输入转速。

液压系统主泵(即负载)的工作参数包括：油泵排量、油泵额定工作压力、油泵额定工作转速以及油泵容积效率(额定转速，额定压力时)。

当上述动力系统和负载处于上车作业时，工作状态参数包括：发动机工作转速范围和取力器输出速比(四档取力时，暂定为0.96)。

那么当四档取力时，油泵的工作转速范围＝发动机工作转速范围÷0.96；

同时，在四档取力时，可以根据公式计算出：发动机的输出扭矩范围和发动机的输出功率范围，并能够得到在该工况范围内的发动机的燃油消耗率。

根据发动机在不同载重情况下的工况，并在以下工况条件下：中载和轻载工况占到总作业工况占比的70％，高速工况占比26％。计算油泵输入最大扭矩：

油泵输入最大扭矩为：

Mb＝0.159*Vg*ΔP/ηmh

＝0.159*(80+63)*17/0.92+0.159*40*13/0.92+0.159*10*3.5/0.92

＝420.14+89.87+6.05＝516.06N·m

则发动机实际输出扭矩Mf＝Mb/0.8＝516.06/0.8＝645.08N·m

远低于发动机额定输出扭矩范围(973～1602)N·m。

油泵输入最大功率为：

Pb＝[Vg*1900*0.92/1000]*ΔP/(60*0.96*0.92)

＝[143*1900*0.92/1000]*17/(60*0.96*0.92)+

[40*1900*0.92/1000]*13/(60*0.96*0.92)+

[10*1900*0.92/1000]*3.5/(60*0.96*0.92)

＝80.19+22.43+1.15＝103.77KW

则发动机实际输出功率Pf＝Pb/0.8＝103.77/0.8＝129.71KW

此功率远低于发动机的最大输出功率275.5KW，由此可见，此时发动机的能量利用率很低。

而本发明的实施方式根据负载(此处为油泵)的工况需求，并实时确定发动机的工作工况，进而确定燃油消耗率。油泵的工况需求可以根据已知条件计算出，可以通过程序设定与发动机的输出转速和输出扭矩比较，例如：通过压力传感器监控油泵负载的压力，以及通过流量传感器监控油泵输出的流量，以此来计算油泵所需的转速和扭矩。此处的发动机的工作工况，比如：油门开度等属于行车电脑的自动控制功能，不属于本发明的范围。如何根据油泵的工况需求确定燃油消耗率将在后文详述。

在本发明提供的一种实施方式中，所述档位组合变化集合包括以下档位状态下的变速器档位和取力器档位的可能组合：在可选档位下，所述变速器的当前档位、当前档位的最近高档和当前档位的最近低档；以及在可选档位下，所述取力器的当前档位、当前档位的最近高档和当前档位的最近低档。以实际的起重机械为例，变速器档位一般在1档至10档之间变化，取力器档位一般在1档至5档之间变化。在当前变速器档位为4档的工况下，其可能的变化档位为5档(升档操作)或3档(降档操作)，同时在取力器档位为5档的工况下，其可能的变化档位只能是4档，因此需要计算的可能组合为3*2＝6种，从以上6种组合中选择最佳的变速器档位和取力器档位。在大多数实际场景中，可以限制变速器档位或者取力器档位的可选档位，比如限定取力器档位为4档，则只需在变速器的3个可能档位(3档、4档、5档)中进行选择，以降低系统的处理开销，提升处理速度。

在本发明提供的一种实施方式中，所述计算所述变速器和取力器的档位组合变化集合中每种档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率，具体为：

根据所述负载的扭矩需求，以及某一档位组合中变速器档位对应的变速器速比、取力器对应的取力器速比，计算所述发动机的输出扭矩要求；

根据所述负载的转速需求，以及所述某一档位组合中变速器档位对应的变速器速比、取力器对应的取力器速比，计算所述发动机的输出转速要求；

根据所述输出扭矩要求和所述输出转速要求，确定所述发动机的工作工况信息，并通过关系表格或拟合曲线，确定燃油消耗率，其中，所述关系表格或所述拟合曲线至少具有所述发送机可能工作工况信息中的所有工作状态内每个工作工况信息所对应的燃油消耗率。

发动机的动力输出首先要满足负载的需求。以下以负载为油泵为例，描述燃油消耗率的计算方法：

油泵的输出转速与发动机转速之间存在以下比例关系：

发动机与油泵转速比＝(档位速比*0.96)÷4档速比

上式中的档位速比是指变速器的档位对应的速比，4档速比是指变速器取4档时对应的速比，具体的数值计算举例如下：

取力后变速器挂5档，此时油泵与发动机的工作速比＝3.53*0.96/4.83＝0.70(其中3.53为变速器取5档时对应速比，4.83为4档速比)，那么取力后挂5档油泵的工作转速范围为＝(700～1900)/0.7＝(1000～2714)r/min。

对于相同油泵输入转速，4档和5档动力系统(发动机+变速器+取力器)输出扭矩和发动机燃油消耗率对比后可以看出，在油泵输入转速一定时，在4档发动机转速位于(1500～1900)r/min区间，对应5档发动机转速位于(1096～1388)r/min区间，此时油泵输入扭矩为(1123.3～1125.4)N·m，远大于液压系统在中低载(0～17)MPa时，油泵所需输入的最大扭矩645.08N·m。由此可见，在此区间，发动机的燃油消耗率，5档明显低于4档，节能效果明显。

同理的，油泵的输出扭矩可以根据已知条件和以下公式计算出：

不同转速下各档动力系统可以向油泵提供的最大扭矩＝发动机的输出扭矩÷各档发动机与油泵的转速比

依据不同取力器档位下发动机与油泵的转速比的不同，可以计算出5档和3档时，不同发动机转速下，动力系统(发动机+变速器+取力器)可以向油泵提供的最大扭矩值与动力系统的参数相关，具体可参见厂家提供的表格。

以某一动力系统为例，5档取力时，在发动机转速(700～1400)r/min范围内，动力系统向油泵输入扭矩范围为(815.5～1120.7)N·m，大于液压系统在中轻载工况所需最大扭矩645.08N·m。那么在油泵的中高速工作区间在1850r/min左右，实际发动机工作转速为1850*0.7＝1295r/min(近似值)。从图2中的燃油消耗率可以看出，发动机在1295r/min时的燃油消耗率为(193～194)g/KW·h，而原来挂4档时，发动机在(1600～1900)r/min时的燃油消耗率为(202～210)g/KW·h。在4档中低负载(0～17)MPa，发动机转速高速(1600～1979)r/min区间，发动机的燃油消耗率很低，且5档动力系统(发动机+变速器+取力器)输出的扭矩又足以满足油泵(负载)的需求。而在同样扭矩输出下，低转速(5档)档位的燃油消耗率明显低于高转速(4档)档位的燃油消耗率。

图2为本发明一种实施例中的上车作业中动力系统的档位控制方法的燃油消耗率曲线图，从图2可以看出上述档位所对应的燃油消耗率。

综上可以看出，在上车作业，系统负载处于中低载，发动机转速处于高速区间时，可以通过变速器不同档位变速比不同，选挂更高一档(即变速比降低一档)，提升油泵转速，降低发动机燃油消耗率，从而有效提升系统的能量利用率。

在本发明提供的一种实施方式中，在确定所述燃油消耗率最低的档位组合为最佳档位组合之前，所述方法还包括：

获取所述动力系统当前所处位置的海拔信息；确定获取的海拔信息高于预设海拔阈值；将所述燃油消耗率最低的档位组合中的变速器档位的最近低档作为所述变速器的最佳档位，生成最佳档位组合。

高海拔的工作工况具有大气压力小、含氧量低、温度低和空气重率小的特点。为了提升动力系统在高海拔的工作工况的表现，需要将变速器的档位适当降低，从而提升主泵的输入扭矩，以克服高海拔带来动力损失，增加系统工作稳定性。

在本发明提供的一种实施方式中，所述方法还包括：获取所述变速器和取力器的当前档位；确定获取的变速器当前档位不等于所述最佳档位组合中的变速器档位，或者获取的取力器当前档位不等于所述最佳档位组合中的取力器档位；输出相应的换档指令或换档提示。

在计算得到最佳档位后，还能对当前的工作档位是否是最佳档位进行判断，并进行对应的操作。

若当前的动力系统的档位不等于最佳档位，且能够自动换档时，则发送相应的换档指令至变速器或取力器，此处的“相应的换档指令”的意思是：若变速器当前档位不是最佳档位，则向变速器发送换档指令；若取力器当前档位不是最佳档位，则向取力器发送换档指令。图3为本发明一种实施例中的上车作业中动力系统的档位控制方法的自动变速器的工作示意图；其中控制参数传递和控制方向等细节如图3所示。

若当前的动力系统只能手动换档时，则发送换档提示，以提醒操作人员变换档位至最佳档位。此处换档提示的发送对象可以是车载显示屏幕或者语音提醒信息或灯光提醒信息。图4为本发明一种实施例中的上车作业中动力系统的档位控制方法的手动变速器的工作示意图；其中控制参数传递和控制方向等细节如图4所示。

在本发明提供的一种实施方式中，确定所述动力系统处于上车作业模式，且以下预设触发条件之一为激活状态时，再次获取所述负载的扭矩需求和转速需求，并计算档位组合变化集合中每种档位组合对应的所述发动机的燃油消耗率，重新确定最佳档位组合；所述预设触发条件，包括：所述变速器或所述取力器的档位发生变化；所述负载的扭矩需求或转速需求的变化量超出设定阈值；达到预设的最佳档位组合的更新周期。

最佳档位组合的计算在所述动力系统处于上车作业模式的过程中并不只有一次，而是需要根据实际的工作过程进行多次计算。每次的计算过程均采用最新的实时获取的所述负载的扭矩需求和转速需求，并根据前述的方法，得到最新的最佳档位组合。其中所述预设触发条件，包括：①所述变速器或所述取力器的档位发生变化；当变速器或者取力器发生变档操作时，需要重新确定变档后的档位中是否存在更低的燃油消耗率；②所述负载的扭矩需求或转速需求的变化量超出设定阈值；随着负载的不断变化，发动机对应的工况也在对应变化，如果负载的变化量太大时，可能之前的最佳档位组合不再是最佳，因此需要重新确定。但是如果设定阈值太小，则会导致变档频繁，增加机械负担，因此此处的设定阈值需要根据实际情况进行合理确定；③达到预设的最佳档位组合的更新周期。比如每5分钟更新一次，以应对最新的工况，此处的更新周期也需要根据实际情况进行合理确定。本实施方式中提供的多次执行或循环执行的机制，使动力系统的最佳档位能够满足实时的工作工况，提升了系统的智能化和反应速度。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供一种上车作业中动力系统的档位控制设备，该设备包括：至少一个处理器；存储器，与所述至少一个处理器连接；其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现前述的方法。此处的处理器具有数值计算和逻辑运算的功能，其至少具有数据处理能力的中央处理器CPU、随机存储器RAM、只读存储器ROM、多种I/O口和中断系统等。此处数据处理模块可以例如为单片机、芯片或处理器等常用硬件，更常用的情况下，就是智能终端或者PC的处理器。在此处，该装置可以是车载行车电脑或自动变速控制装置中的现有控制器，其实现的功能为该控制器的子功能。其具体形式为依赖于现有车载电脑或控制器的硬件运行环境中的一段软件代码。

在本发明提供的一种实施方式中，所述设备还包括海拔高度传感器，所述海拔高度传感器用于获取所述设备当前所处位置的海拔信息。此处的海拔高度传感器可以是海拔气压计，通过测量当前位置的气压状况得到海拔信息，也可以采用GPS定位装置，通过卫星信号得到当前位置的海拔信息。通过设置海拔高度传感器，能够提升动力系统在高海拔的工作工况的表现，克服高海拔带来动力损失，增加系统工作稳定性。

在本发明提供的一种实施方式中，所述设备包括换档输出引脚，所述换档输出引脚用于输出相应的换档指令或换档提示。

本设备可以通过该换档输出引脚与变速器相连，若当前的动力系统能够自动换档时，则发送换档指令至变速器或取力器，此处的“相应的换档指令”的意思是：若变速器当前档位不是最佳档位，则向变速器发送换档指令；若取力器当前档位不是最佳档位，则向取力器发送换档指令。细节同样可参考附图3。

若当前的动力系统只能手动换档时，则发送换档提示，以提醒操作人员变换档位至最佳档位。此处换档提示的发送对象可以是车载显示屏幕或者语音提醒信息或灯光提醒信息，通过换档输出引脚与发送对象相连。细节同样可参考附图4。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供一种起重机械，所述起重机械包括前述的档位控制设备，该起重机械能够根据负载的实际情况，自动选择最佳的变速器档位和取力器档位，以实现智能节油的效果。如果该起重机械为手动档位控制方式，则可以通过提醒操作人员变换档位至最佳档位。

在本发明提供的一种实施方式中，还提供了一种计算机可读存储介质，所述存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行前述的上车作业中动力系统的档位控制方法。

本技术方案通过研究发动机的输出扭矩曲线、燃油消耗率曲线及发动机万有特性曲线，结合起重机上车作业时系统负载变化引起的发动机的能量利用率较低的问题，提出了一种通过分析上车作业时系统负载需求量与发动机输出量的差异，利用变速器不同档位输出速比的不同，进而动力系统(发动机+变速器+取力器)输入油泵的扭矩的不同，从而有效降低了发动机在液压系统中低负载，高速度时的燃油消耗率。本技术方案也可以解决在高海拔区域，发动机能耗利用率低，输出扭矩偏低时选挂低档位(速比偏高档位)，提升动力系统(发动机+变速器+取力器)输入油泵的扭矩，保证上车作业的稳定。本发明逻辑简单且实现方便，具有广泛的应用场景。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

本领域技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (10)

1.一种上车作业中动力系统的档位控制方法，所述动力系统包括依次动力耦合的发动机、变速器和取力器，所述取力器的输出用于驱动负载，其特征在于，该方法包括：

获取所述负载的扭矩需求和转速需求；

基于所述扭矩需求和转速需求，计算所述变速器和所述取力器的档位组合变化集合中每种档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率；

确定所述燃油消耗率最低的档位组合为最佳档位组合。

2.根据权利要求1所述的上车作业中动力系统的档位控制方法，其特征在于，所述档位组合变化集合包括以下档位状态下的变速器档位和取力器档位的可能组合：

在可选档位下，所述变速器的当前档位、当前档位的最近高档和当前档位的最近低档；以及

在可选档位下，所述取力器的当前档位、当前档位的最近高档和当前档位的最近低档。

3.根据权利要求2所述的上车作业中动力系统的档位控制方法，其特征在于，所述计算所述变速器和所述取力器的档位组合变化集合中每种档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率，包括：

根据所述负载的扭矩需求，以及某一档位组合中所述变速器档位对应的变速器速比、所述取力器档位对应的取力器速比，计算该档位组合所对应的所述发动机的输出扭矩要求；

根据所述负载的转速需求，以及所述某一档位组合中所述变速器档位对应的变速器速比、所述取力器档位对应的取力器速比，计算该档位组合所对应的所述发动机的输出转速要求；

根据所述输出扭矩要求和所述输出转速要求，确定所述发动机的工作工况信息，并通过关系表格或拟合曲线确定该档位组合所对应的所述发动机的燃油消耗率，其中，所述关系表格或所述拟合曲线至少具有所述发送机可能工作工况信息中的所有工作状态内每个工作工况信息所对应的燃油消耗率。

4.根据权利要求3所述的上车作业中动力系统的档位控制方法，其特征在于，在确定所述燃油消耗率最低的档位组合为最佳档位组合之前，所述方法还包括：

获取所述动力系统当前所处位置的海拔信息；

确定获取的海拔信息高于预设海拔阈值；

将所述燃油消耗率最低的档位组合中的变速器档位的最近低档作为所述变速器的最佳档位，生成所述最佳档位组合。

5.根据权利要求1所述的上车作业中动力系统的档位控制方法，其特征在于，该方法还包括：确定所述动力系统处于上车作业模式，且以下预设触发条件之一为激活状态时，再次获取所述负载的扭矩需求和转速需求，并计算档位组合变化集合中每种档位组合对应的所述发动机的燃油消耗率，重新确定最佳档位组合；

所述预设触发条件，包括：

所述变速器或所述取力器的档位发生变化；

所述负载的扭矩需求或转速需求的变化量超出设定阈值；和

达到预设的最佳档位组合的更新周期。

6.根据权利要求1至5中任一项权利要求所述上车作业中动力系统的档位控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

获取所述变速器和所述取力器的当前档位；

确定获取的变速器当前档位不等于所述最佳档位组合中的变速器档位，或者获取的取力器当前档位不等于所述最佳档位组合中的取力器档位；

输出相应的换档指令或换档提示。

7.一种上车作业中动力系统的档位控制设备，其特征在于，该设备包括：

至少一个处理器；

存储器，与所述至少一个处理器连接；

其中，所述存储器存储有能被所述至少一个处理器执行的指令，所述至少一个处理器通过执行所述存储器存储的指令实现权利要求1至6中任意一项权利要求所述的方法。

8.根据权利要求7所述的上车作业中动力系统的档位控制设备，其特征在于，所述设备还包括海拔高度传感器，所述海拔高度传感器用于获取所述设备当前所处位置的海拔信息。

9.根据权利要求7所述的上车作业中动力系统的档位控制设备，其特征在于，所述设备包括换档输出引脚，所述换档输出引脚用于输出相应的换档指令或换档提示。

10.一种起重机械，其特征在于，所述起重机械包括权利要求7至9中任一项权利要求所述的档位控制设备。

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