CN107882975B - 拖拉机及用于拖拉机的自适应电控换档系统和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了拖拉机及用于拖拉机的自适应电控换档系统。该电控换档系统包括：换档意图确定装置，用于根据拖拉机的驾驶员对刹车装置和加速装置的直接操作确定拖拉机的驾驶员的换档意图，所述换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图；档位确定装置，根据当前拖拉机状态信息和所述换档意图，确定适应于当前工作环境的可调节到的档位。

Description

拖拉机及用于拖拉机的自适应电控换档系统和方法
技术领域
本发明涉及拖拉机换挡，更具体地涉及拖拉机变速箱的电控换档系统。
背景技术
目前，农业机械自动化及智能化水平不断提高，用户对农业机械的自动化程度和驾驶舒适度也提出了更高的要求。就农用拖拉机而言，目前有啮合套换档、同步换档、动力换档和无级变速。前三种换档方式都需要机械拉杆或拉线；通过驾驶室手动操作杆带动两根拉线，拉线带动一个换档机构。通过换档机构位置的组合形成档位切换。
传统的手动拨杆拉索换档不仅操作费力，繁琐不便，而且手动换档时难以采集档位变换信号；同时，传统的手动换档拨杆在安装时两根拉索的行程长度调节精度难以保证，拉索行程的调节量存在随机误差，导致误操作发生的概率较大。手动换档拨杆属于机械结构，不仅需要占用驾驶室内空间，还影响了驾驶室整体布局的美观性，因此大大降低驾驶操作的舒适性。
近年来发展起来的半自动电控换档器，相比于传统的手动拨杆换档器，半自动电控换档器通过用户界面按键操作取代了手动换档拨杆。但其本质仍是半手动-半自动模式，换档过程中仍需要驾驶员根据主观意识操作用户界面的档位按键，无法根据车辆传感器采集的发动机转速、扭矩、油门开度、坡道等信号实现自适应电控换档。同时，半自动电控换档器对于不同的坡道环境，或者不同的作业模式，如公路运输模式、田野作业模式，其自动换档自适应性不强，由于不同作业模式下换档曲线规律不一，给自动换档带来较大的阻碍，大大增加了机手的操作负担。
目前，人工交互式电控换档在汽车行业及农业机械已经盛行，但在自适应换档技术方面的研究应用始终停滞不前，国内进行大功率的农用拖拉机的相关研究并应用成熟的更是少之又少。因此，在现有半手动-半自动换档技术中需要提升一种能够提高农业机械的自适应性及智能化程度的换档控制系统，使农业机械能够在公路运输、田野作业等多种模式下实现智能化换档操作。
发明内容
本发明鉴于现有技术的以上问题作出，用于消除或缓解现有技术所具有的一个或更多个缺点，至少提供一种有益的选择。
为了实现以上目的，根据本发明的一个方面，提供了一种用于拖拉机的自适应电控换档系统，包括：换档意图确定装置，用于根据拖拉机的驾驶员对刹车装置和加速装置的直接操作确定拖拉机的驾驶员的换档意图，所述换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图；档位确定装置，根据当前拖拉机状态信息和所述换档意图，确定适应于当前工作环境的可调节到的档位。
根据本发明的另一方面，还提供了一种拖拉机，包括要求权利的用于拖拉机的自适应电控换档系统。
根据本发明的再一方面，提供了一种用于拖拉机的自适应电控换档方法，包括：换档意图确定步骤，根据拖拉机的驾驶员对刹车装置和加速装置的直接操作确定拖拉机的驾驶员的换档意图，所述换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图；档位确定步骤，根据当前拖拉机状态信息和所述换档意图，确定适应于当前工作环境的可调节到的档位。
根据一种实施方式，所述自适应电控换档方法还包括工作模式检测步骤，确定所述拖拉机当前处于田野作业模式还是处于公路运输模式，所述档位确定步骤根据所述拖拉机处于田野作业模式还是处于公路运输模式，而利用不同的拖拉机状态信息确定所述可调节到的档位。
根据一种实施方式，所述档位确定步骤包括负载比确定步骤和档位确定步骤，所述负载比确定步骤确定所述拖拉机的当前负载比，当所述工作模式检测步骤确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定步骤确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述档位确定步骤根据存储单元相对应地存储的各档位和各档位所对应的负载比阈值确定可调节到的档位。
根据一种实施方式，档位确定单元包括负载比确定步骤、速度确定步骤、档位确定步骤和油门开度确定步骤，所述油门开度确定步骤确定油门的开度,所述负载比确定步骤确定所述拖拉机的当前负载比，所述速度确定步骤确定所述拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速，当所述工作模式检测步骤确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述档位确定步骤根据所述拖拉机的当前档位、当前油门开度、拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速和当前负载比，依据存储单元存储的相对应地将油门开度、拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速、与可调各档位相对应起来的升档曲线以及与各档位对应的负载比阈值，确定所述可调节到的档位。
依据一种实施方式，所述方法还包括扭矩建立步骤和负载比确定步骤，所述负载比确定步骤确定所述拖拉机的当前负载比，当所述工作模式检测单元确定所述驾驶员具有升档加速意图时，所述扭矩建立装置根据所述拖拉机的当前负载比、当前速度和存储的曲线使发动机建立扭矩。所述曲线将负载比、速度和扭矩对应起来。
根据本发明的实施方式，拖拉机能够实现智能化换档操作。
附图说明
图1示出了依据本发明的一种实施方式的自适应换档系统的示意性方框图。
图2示出了依据本发明一种实施方式的换档曲线图。
图3示出了依据本发明的一种实施方式的换档系统结构原理图。
图4示出了一种示意性发动机转速-功率-扭矩规律曲线。
图5示出了两种工作模式下升档程序的示意性流程图。
图6示出了两种工作模式下降档程序的示意性流程图。
具体实施方式
下面参照附图对本发明的实施方式进行详细描述。这些描述均是说明性的，旨在使本领域技术人员能够理解本发明，不是对本发明的保护范围的限制。这些描述中也没有涉及对于实现拖拉机必不可少但是对于理解本发明没有帮助的部件的描述，这些部件可以采用现在已知或未来知悉的各种技术来实现。
图1示出了依据本发明的一种实施方式的自适应换档系统的示意性方框图。如图1所示，依据本发明的一种实施方式的用于拖拉机的自适应电控换档系统，包括：换档意图确定装置101，换档意图确定装置，用于根据拖拉机的驾驶员对刹车装置和加速装置的直接操作确定拖拉机的驾驶员的换档意图，所述换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图，刹车装置如手刹、刹车踏板等，加速装置如油门踏板；以及档位确定装置103，根据当前拖拉机状态信息和所述换档意图，确定适应于当前工作环境的可调节到的档位。进一步，该自适应电控换档系统还包括工作模式检测单元102，工作模式检测单元102确定所述拖拉机当前处于田野作业模式还是处于公路运输模式，档位确定装置103根据所述拖拉机处于田野作业模式还是处于公路运输模式，而根据不同的拖拉机状态信息确定所述可调节到的档位。该自适应电控换档系统还可包括换档执行机构104，所述档位确定装置将所述可调节到的档位转换成电信号；换档执行机构104 根据所述电信号执行换档。
依据本发明的一种实施方式的自适应电控换档系统包括手刹状态检测单元、油门踏板状态检测单元、刹车踏板状态检测单元，换档意图确定装置101根据油门踏板状态检测单元的检测确定检测所述拖拉机的驾驶员的升档加速意图；换档意图确定装置根据所述手刹状态检测单元和刹车踏板状态检测单元的检测结果，检测所述拖拉机的驾驶员的换档减速 意图和换档紧急减速 意图。
方向档位状态检测单元、手刹状态检测单元、油门踏板状态检测单元和刹车踏板状态监测单元可以是换档意图确定单元的一部分。
根据一种实施方式，档位确定装置103可包括负载比确定单元、存储单元和档位确定单元，负载比确定单元确定所述拖拉机的当前负载比，所述存储单元相对应地存储各档位和各档位所对应的负载比阈值，当所述工作模式检测单元确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述档位确定单元将负载比阈值高于所述当前负载比的更高档位确定为所述可调节到的档位。
根据又一种实施方式，档位确定装置103包括速度确定单元、存储单元和档位确定单元，所述速度确定单元确定所述拖拉机的当前速度，所述存储单元还存储将当前速度和可升档位相对应的升档曲线，当所述工作模式检测单元确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，在当前负载比小于比当前档位高一档的档位对应的负载比阈值时，并且根据当前速度，比当前档位高一档的档位满足升档曲线时，所述档位确定单元将比当前档位高一档的档位确定为所述可调节到的档位。
根据一种实施方式，本发明的换档系统还包括油门开度确定单元，确定油门的开度。存储单元1033存储将当前速度、油门开度和可升档位相对应的升档曲线，当所述工作模式检测单元确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，档位确定单元103根据当前速度、油门开度和升档曲线以及当前负载比确定所述可调节到的档位。例如档位确定单元103将满足升档曲线并且负载比低于将升到的档位的负载比阈值的、比当前档位高一档的档位确定为所述可调节到的档位。
图2示出了依据本发明一种实施方式的换档曲线图。换档曲线包括升档曲线和降档曲线。如图2所示，该换档曲线图示出了油门开度和行驶速度两个参数与档位之间的关系，可以利用该换档曲线图，根据拖拉机的当前速度来控制换档。换档图的横坐标用车速；纵坐标用发动机油门开度表示。图中的任何一点，都是由油门开度和车速大小所决定的，也称为变速点或者换档点。实线表示各升档线，比如Up1-2实线决定从1档升入2档的时刻。虚线表示各降档线，比如Dn2-1虚线决定从2档降到1档的时刻。当油门开度及车速变化到某一数值时，就会自动换入新的档位。拖拉机变换档位时候，油门开度a和速度v的关系称为变速规律。尽管在图2中将油门开度、车速和换档点的关系用曲线图的形式进行示明，但是本领域技术人员应该清楚，也可以以表格或者其他方式来表达和存储。这些存储和表达方式都包括在换档曲线图的范围内。
拖拉机的速度也可以被替换为变速箱输入/出轴转速。
进一步，本发明的自适应换档系统可包括油门状态确定单元，所述油门状态确定单元确定油门的状态，换档执行机构104在所述油门状态确定所述油门的状态稳定时，根据所述电信号执行换档。
图3示出了依据本发明的一种实施方式的使用本发明的换档系统的拖拉机的结构原理图。如图3所示，拖拉机包括控制单元(VCU)1、执行机构2、变速箱3、主离合器比例阀4、发动机5、前进、后退、空档(FNR) 档位杆6、油门踏板传感器7、刹车踏板传感器8、刹车踏板开关9、手刹开关10、车身角度传感器11及工作模式选择按钮12组成。
本发明的自适应电控换档系统可以利用软件实现在控制单元VCU中。也可以由硬件实现。进一步，本发明的自适应电控换档系统可以理解为包括这些工作器件6-12。执行机构104对应于图3的执行机构4。
操控前进、后退、空档档位杆6产生档位方向信号；油门踏板传感器7 采集油门开度信号；刹车踏板传感器8、刹车踏板开关9或手刹开关10采集刹车踏板开度信号；车身角度传感器11采集道路坡度信号；工作模式选择按钮12反馈当前工作状态。发动机5反馈特征信号，包括发动机转速、扭矩及负载比。变速箱3反馈特征信号，包括档位信息、输入转速及后桥输出转速，这些特征信号与控制单元1通过总线实时通讯。发动机5通过主离合器电控比例阀4传递动力及扭矩至变速箱3。
用户根据当前作业环境操控工作模式选择按钮12选定工作模式，即田野作业模式或公路运输模式。拖拉机开始工作时，用户操控前进、后退、空档档位杆6，执行点火操作，操控手刹及油门踏板，从而提供换档意图信息。换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图。升档加速意图即驾驶员想要进行换档而进行加速的意图，降档减速意图即驾驶员想要进行换档而进行减速的意图，降档紧急减速意图即驾驶员想要进行换档而进行紧急减速的意图。
控制单元1接收到方向信号及油门踏板传感器7反馈的油门开度信号，确定驾驶员的换档意图，并通过总线，从发动机控制器(ECU)获取发动机 5的转速、扭矩及负载比等特征信号。控制单元1也从各传感器获得拖拉机的参数。根据工作模式信息和这些特征信号，确定应换到的档位，并指示执行结构进行执行。
下面描述一下采用本发明的自适应换档系统的操作。
升档操作
驾驶员在拖拉机工作前，确认整车状态正常，并检查农具(负载)是否正确连接(公路运输模式不需要连接田野作业农具)。各项初始化工作完成后，驾驶员拨动钥匙开关，操控前进、后退、空档档位杆选择方向档位。控制单元检测到点火信号，同时监测拖拉机的发动机启动情况。完成启动后，驾驶员根据外界工作环境(如田野中或公路上)，进行工作模式的选择，工作模式分为田野作业模式和公路运输模式。
发动机控制器读取发动机转速信号ni并通过总线发送至控制单元。控制单元检测方向档位及手刹信号，当检测到前进档信号或油门被踩踏时，确定驾驶员具有升档加速意图。随后，如果手刹处于激活状态，可进行扭矩建立和防滑坡处理。控制单元通过总线发送油门信号(非油门踏板传感器的信号)至发动机。此时发动机转速ni上升。当发动机转速ni上升到预定值 (例如1100转/分)时，车身角度传感器采集当前道路坡度信号并发送至控制单元，同时，控制单元发送信号使主离合器电控比例阀结合50％，发动机建立扭矩T，以保证道路在低坡度时拖拉机不会滑坡。扭矩T由发动机控制器读取并通过总线发送至控制单元。如果出现中高坡度的特殊情况时，根据发动机转速-功率-扭矩规律曲线(参见图4)，需将转速提升至更高值 (例如1400转/分)以获得最大的扭矩，防止滑坡。
发动机转速-功率-扭矩规律曲线可以是发动机厂商提供的，用于表征应用于拖拉机的该类型发动机的转速与功率、转速与扭矩的特性关系。如图4所示，在该发动机的情况下，发动机转速在达到1100转/分后，发动机建立扭矩，该转速是拖拉机在田野作业模式及公路运输模式下由空档切换至1档的先决条件，当手刹关闭时，完成换档。随着负载的增加，发动机转速增大至1400转/分，此时扭矩达到最大值，进入满载工作区域，此时田野作业模式下由1档切换至2档，并将发动机转速稳定在1400～1800 转/分之间，该工作区域内扭矩下降，功率上升。当发动机转速增大至1800 转/分，此时功率达到最大值，在田野作业模式下油门开度稳定达到最大值的情况下，可由2档切换至3档。
扭矩建立也可以认为是执行机构执行换档的一个步骤。在发动机与变速箱的动力与扭矩建立之后，控制单元进行档位确定。首先获得工作模式。由于工作环境不同，所以两种模式下的升档档位确定方法也有区别。
田野作业模式。
控制单元首先读取油门踏板传感器的信号，获取油门开度α，计算油门加速度aoil，并通过变速箱控制器获取后桥输出转速，由此计算出车速V，并通过发动机控制器获取负载比。
油门加速度用于判断油门是否稳定，油门加速度取决于驾驶员操控油门踏板的速度；后桥输出转速可直接测量，并用于计算车速。
根据一种实施方式，车速计算如下：
车速(单位：千米/时)＝[后桥输出转速(单位：转/分)×60]×[后轮周长(单位：米)÷1000]
当负载比小于与某档位对应的阈值，且油门开度和车速满足当前档位到该档位的升档曲线时，可将该档位确定为应升到的档位。油门开度应是油门稳定的状态下的油门开度。油门稳定是指短时间内驾驶员没有反复踏下、松开油门的操作，即油门开度基本保持不变，油门加速度小于一稳定阈值的状态。
当检测到手刹为关闭状态时，控制单元发送信号使主离合器电控比例阀结合100％，发动机将动力与扭矩传递至变速箱，然后控制单元发送换档指令至执行机构，执行机构进行换档。
结合发动机转速-功率-扭矩的特性规律曲线，控制单元1综合发动机反馈的特征信号，在满足换档策略情况下，变速箱3在执行机构2的电机或液压驱动下执行档位切换，并通过变速箱控制器(TCU)将档位、变速箱输入转速、后桥输出转速等信号反馈给控制单元1，用于自动换档程序的闭环控制。由于拖拉机在田野工作时需要足够的扭矩，而且耕地、喷药等工作车速都不宜过快，所以在田野作业模式中，最高档位为3档。
应该注意，尽管在图2所示的换档曲线图中，档位都是逐个变换的，但是根据本发明的另一种实施方式，可以根据踏板的开度和加速度确定驾驶员的升档加速意图为多个档位进行换档。这样在执行时需要一步一步的进行，即一档一档的进行升档，当车速满足可以进一步升档的要求时，进行更高档位的升档。即可以根据踏板的开度确定驾驶员的多级升档加速意图，但是在执行时，仍需根据换档曲线图一步一步地进行换档，直到完成驾驶员意图。
公路运输模式。
与田野作业模式不同，拖拉机在公路运输模式下没有连接农具(负载)，在确定了升档意图之后确定应升到的档位时，控制单元只需读取油门踏板传感器的信号，获取油门开度α，计算油门加速度aoil，并计算拖拉机车速V，无需检测负载比。当油门稳定且油门开度与车速满足升档曲线时，并且手刹处于关闭状态时，执行机构执行换档操作同时控制单元读取档位信息。当系统判断档位达到6档时，程序结束。
应该注意，尽管上面的说明中，将手刹的状态确定为发送换档指令的条件，但是在某些实施方式中，可以不理睬手刹的状态，尽管在手刹激活的状态下进行加速是不利的。另外，防滑坡的操作和对手刹状态的考虑均可只在空档到1档时进行。
图5示出了两种工作模式下升档程序的示意性流程图。
田野作业模式及公路运输模式降档步骤：
田野作业及公路运输模式下自动换档的降档控制方法如图6所示。
程序初始化完成后，控制单元读取手刹信号、刹车踏板开关信号，刹车踏板开度β，用来判断驾驶员是否有减速的意图。如果系统检测到手刹关闭，或刹车踏板开关闭合，或刹车踏板开度大于某一低阈值且踩踏时间在有效时间内，则判断车辆需要减速降档。
此时计算刹车加速度abreak，如果刹车踏板开度等于100％且刹车加速度很大，说明车辆需要紧急制动，进入紧急制动模式。控制单元读取车速V，当车速V满足2-1档的降档曲线时，执行机构将档位切换至1档，并控制主离合器电控比例阀从结合100％至结合50％，否则车辆继续减速并判断车速直至满足2-1档的降档曲线为止。最后，当车速降至0后，执行机构变换档位至空档。
如果是常规的减速制动模式，此时控制单元读取车速V及档位信息，然后系统对档位与车速进行判断。当档位高于1档，且车速满足降档曲线时，执行机构执行逐级降档，并重复以上步骤，直至档位为1档时，执行机构将档位切换至1档，并控制主离合器电控比例阀从结合100％至结合50％，当车速降至0后，执行机构变换档位至空档，主离合器电控比例阀结合0％即主离合器分离，程序结束。
另外，参照基于以上的说明，根据本发明的实施方式提供了一种用于拖拉机的自适应电控换档方法，包括：换档意图确定步骤，根据拖拉机的驾驶员对刹车装置和加速装置的直接操作确定拖拉机的驾驶员的换档意图，所述换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图；档位确定步骤，根据当前拖拉机状态信息和所述换档意图，确定适应于当前工作环境的可调节到的档位。所述自适应电控换档方法可以进一步包括工作模式检测步骤，确定所述拖拉机当前处于田野作业模式还是处于公路运输模式，所述档位确定步骤根据所述拖拉机处于田野作业模式还是处于公路运输模式，而利用不同的拖拉机状态信息确定所述可调节到的档位。
根据一种实施方式，档位确定步骤包括负载比确定步骤和档位确定步骤，所述负载比确定步骤确定所述拖拉机的当前负载比，当所述工作模式检测步骤确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定步骤确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述档位确定步骤根据存储单元相对应地存储的各档位和各档位所对应的负载比阈值确定可调节到的档位。
根据一种实施方式，档位确定单元包括负载比确定步骤、速度确定步骤、档位确定步骤和油门开度确定步骤，所述油门开度确定步骤确定油门的开度,所述负载比确定步骤确定所述拖拉机的当前负载比，所述速度确定步骤确定所述拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速，当所述工作模式检测步骤确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述档位确定步骤根据所述拖拉机的当前档位、当前油门开度、拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速和当前负载比，依据存储单元存储的相对应地将油门开度、拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速、与可调各档位相对应起来的升档曲线以及与各档位对应的负载比阈值，确定所述可调节到的档位。
对于装置的描述可以用来理解方法权利要求。
本发明的实施方式取消了用于输入档位信息和显示当前档位信息的交互式控制面板，建立了适用于拖拉机多种工作模式下的自适应电控换档系统优化了驾驶室内空间布局，大大提高驾驶操作的舒适性。
本发明的一些实施方式取代了传统的传统手动换档或半自动半手动电控换档的操作理念，档位切换很大程度上不再取决于驾驶员意愿，而是通过拖拉机所处工作模式或外界环境分析计算得出最适应的档位，更具智能特性。解决了半自动电控换档器对于不同的坡道环境，或者不同的作业模式，如公路运输模式、田野作业模式，其自动换档自适应性不强，不同作业模式下换档曲线规律不一的问题。
本发明的一些实施方式更智能化地处理升档与降档过程中不同工作模式、外界环境及传感器采集或反馈的信号，升档和降档准确性更高，适应性更强。

Claims (11)

1.一种用于拖拉机的自适应电控换档系统，包括：
换档意图确定装置，用于根据拖拉机的驾驶员对刹车装置和加速装置的直接操作确定拖拉机的驾驶员的换档意图，所述换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图；
档位确定装置，根据当前拖拉机状态信息和所述换档意图，确定适应于当前工作环境的可调节到的档位；
其中，所述自适应电控换档系统还包括工作模式检测单元，确定所述拖拉机当前处于田野作业模式还是处于公路运输模式，所述档位确定装置根据所述拖拉机处于田野作业模式还是处于公路运输模式，而利用不同的拖拉机状态信息确定所述可调节到的档位，
其中，所述档位确定装置包括负载比确定单元、存储单元和档位确定单元；
所述负载比确定单元确定所述拖拉机的当前负载比，所述存储单元相对应地存储各档位和各档位所对应的负载比阈值，当所述工作模式检测单元确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述档位确定单元根据各档位的负载比阈值确定所述可调节到的档位。
2.根据权利要求1所述的自适应电控换档系统，其特征在于，所述档位确定装置将所述可调节到的档位转换成电信号；
所述自适应电控换档系统还包括换档执行机构，所述换档执行机构根据所述电信号执行换档。
3.根据权利要求1所述的自适应电控换档系统，其特征在于，所述档位确定装置还包括速度确定单元，所述速度确定单元确定所述拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速，所述存储单元存储将当前速度或变速箱输入/出轴转速和可升档位相对应的升档曲线，当所述工作模式检测单元确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，在当前负载比小于比当前档位高一档的档位对应的负载比阈值时，根据当前速度或变速箱输入/出轴转速，比当前档位高一档的档位满足升档曲线时，所述档位确定单元将比当前档位高一档的档位确定为所述可调节到的档位。
4.根据权利要求1所述的自适应电控换档系统，其特征在于，所述档位确定装置包括负载比确定单元、速度确定单元、存储单元、档位确定单元和油门开度确定单元，
所述油门开度确定单元确定油门开度,
所述负载比确定单元确定所述拖拉机的当前负载比，
所述速度确定单元确定所述拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速，
所述存储单元存储相对应将油门开度、拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速、与可调各档位相对应起来的升档曲线以及与各档位对应的负载比阈值，
当所述工作模式检测单元确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述档位确定单元根据所述拖拉机的当前档位、当前油门开度、拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速和当前负载比确定所述可调节到的档位。
5.根据权利要求2所述的自适应电控换档系统，其特征在于，所述档位确定装置包括油门状态确定单元，所述油门状态确定单元确定油门的状态，所述换档执行机构在所述油门状态确定所述油门的状态稳定时，根据所述电信号执行换档。
6.根据权利要求1所述的自适应电控换档系统，其特征在于，所述自适应电控换档系统包括手刹状态检测单元、油门踏板状态检测单元、刹车踏板状态检测单元，
所述换档意图确定装置根据所述油门踏板状态检测单元的检测确定所述拖拉机的驾驶员的升档加速意图；
所述换档意图确定装置根据所述手刹状态检测单元和所述刹车踏板状态检测单元的检测结果，检测所述拖拉机的驾驶员的换档减速意图和换档紧急减速意图。
7.根据权利要求1所述的自适应电控换档系统，其特征在于，所述系统还包括扭矩建立装置、存储单元和负载比确定单元，
所述负载比确定单元确定所述拖拉机的当前负载比，
所述存储单元存储将负载比、速度和扭矩对应起来的曲线；
当所述工作模式检测单元确定所述拖拉机处于田野作业模式，所述换档意图确定单元确定所述拖拉机的驾驶员的换挡意图为升档加速意图时，所述扭矩建立装置根据所述拖拉机的当前负载比、当前速度和所述曲线使发动机建立扭矩。
8.一种拖拉机，所述拖拉机包括权利要求1-7任一项所述的自适应电控换档系统，并包括发动机和变速箱、油门踏板传感器、刹车踏板传感器、手刹开关、车身角度传感器。
9.一种用于拖拉机的自适应电控换档方法，包括：
换档意图确定步骤，用于根据拖拉机的驾驶员对刹车装置和加速装置的直接操作确定拖拉机的驾驶员的换档意图，所述换档意图包括升档加速意图、降档减速意图和降档紧急减速意图；
档位确定步骤，根据当前拖拉机状态信息和所述换档意图，确定适应于当前工作环境的可调节到的档位，
其中，所述自适应电控换档方法还包括工作模式检测步骤，所述工作模式检测步骤确定所述拖拉机当前处于田野作业模式还是处于公路运输模式，所述档位确定步骤根据所述拖拉机处于田野作业模式还是处于公路运输模式，而利用不同的拖拉机状态信息确定所述可调节到的档位，
其中，所述档位确定步骤包括负载比确定步骤和可调节档位确定步骤，所述负载比确定步骤确定所述拖拉机的当前负载比，当所述工作模式检测步骤确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定步骤确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述可调节档位确定步骤根据存储单元相对应地存储的各档位和各档位所对应的负载比阈值确定可调节到的档位。
10.根据权利要求9所述的方法，所述档位确定步骤包括负载比确定步骤、速度确定步骤、档位确定步骤和油门开度确定步骤，所述油门开度确定步骤确定油门开度,所述负载比确定步骤确定所述拖拉机的当前负载比，所述速度确定步骤确定所述拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速，当所述工作模式检测步骤确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定装置确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述档位确定步骤根据所述拖拉机的当前档位、当前油门开度、拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速和当前负载比，依据存储单元存储的相对应地将油门开度、拖拉机的当前速度或变速箱输入/出轴转速、与可调各档位相对应起来的升档曲线以及与各档位对应的负载比阈值，确定所述可调节到的档位。
11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法还包括扭矩建立步骤和负载比确定步骤，所述负载比确定步骤确定所述拖拉机的当前负载比，当所述工作模式检测步骤确定所述拖拉机处于田野作业模式，并且所述换档意图确定步骤确定所述拖拉机的驾驶员的换档意图为升档加速意图时，所述扭矩建立装置根据所述拖拉机的当前负载比、当前速度和存储的曲线使发动机建立扭矩，所述曲线将负载比、速度和扭矩对应起来。
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