本项发明，一般地涉及到车用变速器的一种换档操纵系统，具体地说，涉及半自动的换档操纵系统，这种系统，能使车用变速器在顺序相联的各高速前驶档之间实现自动换档，它尤其适合通常用于重型载货汽车的组合式变速器中。 很多年来，重型载货汽车中一直使用着组合式变速器。很多这类变速器所采用的换档方式，要求在载货汽车的整个车速范围内，考虑到惯性和各种负载因素的作用，都能得到高效又平稳的换档。
组合式变速器的一般特征，是由一个主变速器与一个副变速器串联组合在一起，使其组合后所得前进档的数目，等于它所含主变速器的档数与副变速器档数的乘积，就如同行家们所熟知的那样。例如，由各为四个档的主、副变速器串联一起而成的组合式变速器，其总的档数是十六个。
组合式变速器中，由主副变速器组合而所得特定排档速比的有效性问题，以往一直是个重要的研究课题。
概括地说，组合式变速器的作用，是得到含有许多前进档的多个排档组，其范围可从包括其最低档的第一排档组起，直到含有其最高档地最后一个或最高的排档组。
更具体地说，无论是分段式还是插入式副变速器，或者是联合这两者的组合式的副变速器，都一直被用来得到特定换档顺序的换档模式图。在具有分段式副变速器的组合式变速器中，副变速器速比间的阶比大于主变速器总的速比范围，主变速器则可在每个分段范围内顺序地变换其排档。例如，在美国专利2637221，2637222及3105395中，公开了带有分段式副变速器的组合式变速器将它作为参考资料包括在本文中。
在具有插入式副变速器的组合式变速器中，插入式副变速器速比间的阶比都小于主变速器速比间的阶比，并且主变速器的每个排档速比被插入式副变速器所分割或再细分。例如，从参看美国专利3799002，4290515，4440037及4527447中，可以看到一个具有插入式副变速器的组合变速器，它们通过参考包括在本文之中。
在一个兼有分段及插入式的副变速器中，鉴于主变速器至少可以在两个分段范围内连续变换其排档，又鉴于主变速器速比至少可在一个分段中被分割，因此可得到分段式和插入式两种速比。例如，参考美国专利3283613及3648546，可以见到兼有分段及插入式副变速器的实例，它们作为通过参考包括在本文中。
直到最近，尤其是载货汽车的组合式变速器，历史上一直是手动型的，它要求驾驶员操作离合器以便实现换档。通常，由于组合式变速器的换档次数很多，在其整个排档范围内手动换档就需要大量的操作。最近以来，一直在作出努力，以便在一定条件下把手动换档和自动换档结合起来，就像在美国专利4208929，4294341，4312248和4324153中所揭示的那样，现作为通过参考包括在本文中。
虽然直到最近都一直在化费大量精力，设法减少驾驶员的疲劳并改善燃料经济性，然而，还没有人能在先于本发明之前想到为标准的或组合式的变速器提供一个换档操纵系统，使它在手动地变换低速档的同时，也能在某些顺序相联的高速档之间自动换档，以便在公路上高速行驶条件下减轻驾驶员的换档负担，并提供一个自动换档规范，以改善燃料经济性。
为此，本发明的一个目的，就是为车用变速器，尤其是组合式变速器提供一个换档操纵系统，能使它在低速档范围内采用手动换档而兼有简单和良好的动力性，又能在顺序相联的高档范围内自动换档，使之既简便又节省燃料。这在用于公路长途运输载货车中，对具有9、12、13、16或18个前进档的多档组合式变速器特别有利，它可使载货汽车在不要求手动换档、又保持高燃料效率的排档下，以较高的车速行驶。
本发明的另外一个目的，是为车用变速器、尤其是组合式变速器提供一个换档操纵系统，它能在前述顺序相联的高速档之间引进并实现自动换档，而在变速器的其余排档之间则仍实行手动换档。
本发明的再一个目的，就是使换档操纵系统在具有自动变换高速档所带来的简便性和燃料经济性同时，兼顾得到廉价的手动起动及变换低档。
图1所示，是本发明用于一种组合式变速器的半自动换档操纵系统的方块简图。
图2表示了一个可以使用这种换档操纵系统的组合式变速器的换档模式图，这种组合式变速器具有一个插入式的副变速器。
图3所示，是一个可以使用这种换档操纵系统的组合式变速器换档模式图。这种组合式变速器兼有分段式和插入式的副变速器。
图1所示，是一个由主变速器4和副变速器6成对组成的组合式变速器2，并由本项发明的换档操纵系统进行操纵。主变速器4经由离合器8与车辆发动机（图中未予画出）的驱动轴相联，副变速器6的输出轴10则通常经传动轴与汽车的驱动车轮（图中未予画出）相连接。
变换变速器的排档，可以手动地选择进行。首先踩下离合器踏板12，以使变速器与发动驱动轴的接合相分离，然后根据前述模式档位图改变换档杆36的位置，使主变速器4结合其所需的排档，在此之后，如果所要求的排档牵涉到副变速器6的话，就象那些熟悉操作组合式变速器的人们所熟知的那样。那么可通过操纵一个或若干个象电气换档按钮38或液压操纵阀38A那样的机构，获得一个信号，以便在副变速器6中完成所需排档的结合。
为了本发明的需要，在这里使用了术语“排档组”，它是指在驾驶员手动地选择某个特定排档时，可从车用变速器、尤其是从组合式变速器得到的多个特定排档。这里所用的术语“顺序相联”，则意指在所选定的“排档组”内，其各排档之间不存在插入属于其他排档组排档的现象。例如，图3所示的排档组50中，可以在11和12档之间实现自动换档，但在4档和11或12档之间则不能实现，因为在4档和11档、12档之间，中间插有属于其他排档组的排档。通常，变速器具有许多个前进档，其中由驾驶员可选择的排档组内的各档是顺序相联的，而且其数量少于变速器所能提供的排档总数，并且起码可以在两个顺序相联的排档之间实现自动换档。
更可取的是，除了最高档和那些在后面用图2和图3中所见与排档组内最高档顺序相联的各档之外，全部排档都可由驾驶员手动地选择。其方法是踩下离合器踏板12，使离合器8将发动机驱动装置与变速器2分离，然后换档杆36移位并在需要时按下按钮38，此后，直到所需排档结合之后，再松开踏板12。
本发明的换档操纵系统的作用，至少是在最高的排档组内顺序相联的各档之间引进并完成自动换档，而且最好是当每个排档组内的最低档被驾驶员选定时，该排档组所有顺序相联的排档之间都能自动换档。
本发明的操纵系统中包括有信号装置，它能在所需的特定档位进行检测，并给实现自动换档的装置发送一个适当的信号30。这种能够自动换档的装置包括有逻辑电路16，离合器控制器15，燃料自动控制器26和换档执行机构34。逻辑电路16的作用，在于接收并处理各种信息，这包括有输入转速信号14，档位信号30，输出轴转速信号22和加速踏板位置信号28，以便引进并完成本发明所要求的自动换档。通常，就象行家们所熟知的那样，自动换档是由一些阀之类的元器件所组成的执行机构34来完成的。根据从逻辑电路16所接受到信号33性质的不同，依次向离合器控制器输出信号18，它又依次把信号17输给离合器8进行自动操纵。与此相配合，对应于加速踏板28的人工操纵，向燃料自动控制器输送并接受其信号24。此外，还通过信号22向逻辑电路16发送出反映输出轴10的输出转速变化的信息。
除了下述差别外，前述关于自动换档借以实现的装置，是广为行家们所熟悉的。其不同之处是，至少在含有最高档的排档组内，只有当其最低档被驾驶员手动地接合时，它才变成是可用的。这样的自动换档实例，可以在参考美国专利4361060，4527447和3478851时得到更详细的了解，它们所透露的内容都包括在这些参考资料中。
本发明的换档操纵系统的工作实例，连同它们用于一个组合式变速器的专门的换档顺序档位图，可用下面的图2和图3来说明。
图2所示，是一个有插入式副变速器的组合式变速器换档档位模式图，它的全部排档在每个排档组内都是顺序相联的。
前进档被分成41～44排档组，另外还有一个空档位置“N”，以及包含R1、R2和R3三个倒档的倒档组40。排档组代表着可能得到的排档的组合，这既可从组合式变速器中的主变速器随换档杆36的不同位置而得，也包括可从副变速器得到的排档。通过用按下按钮38等器件的方法，一旦主变速器中的排档已经接合，就可在副变速器中也得到相应的排档。在图2中，排档组41中的最低档是“1”档，与它顺序相联的“2”和“3”档则可以由驾驶员视具体情况需要，在按下按钮38或液压阀38A等机构时获得。当驾驶员把换档杆36移向42排档组的4档时，那么顺序相联的5和6档就变成是可以得到的，它只需要驾驶员按下按钮38或液压阀38A之类器件就行。同样还可移至其他所有的前进档档位。
最高的第12档是在排档组44之中，与它顺序相联的还有较低的第10和11档。这样，当驾驶员通过换档杆36移位而手动地挂上第10档后，就可得到一个位置信号30，因而导致在第10、11和12档之间实现自动换档，因为它们都是顺序相联的。
在图3中，表示了一个兼有分段、插入式的组合式变速器的档位模式图。在这个档位图中，为换档杆36单独设置了倒档位置“R”，还有一个低档位置45（“LO”）。档位图还包含有前进档的排档组47～50，另外还有空档位置“N”。在47～50排档组中的档次不全是顺序相联的。
在图3中，当驾驶员选择低速范围时，通过移动换档杆36就可得到“R”，“LO”和第1、2、3、4各档。当驾驶员选择高速范围时，例如在接通阀38A时，就可在驾驶员手动地接合47排档组第1档的位置后，得到顺序相联的5、6档。一旦驾驶员手动地接合50排档组的第4档位置时，则根据本发明，可在顺序相联的第10、11档之间实现自动换档。相类似地，一旦驾驶员手动地选择49排档组的第3档位时，就可以在9、10档之间自动换档，而驾驶员手动地选择48排档组的第2档位时，则可在7、8档之间实现自动换档。
除了在顺序相联的高速档之间自动换档的优点外，本发明的换档操纵系统还进一步在如图3所示50排档组中以第11和12档等高速档工作时包括限制发动机的转速和为顺序相联的较低一些的排档实现自动换档的装置，以达到节省燃料等目的。例如，使用我在未决申请中所提到的换档操纵系统就可实现这一点。通过触动一个节气门限制器并接上一个调速器，就可限制图1中由燃料控制器26所得的供油量，尤其是对于那些能借本发明的换档操纵系统实现自动换档而顺序相联的各个排档。
另外，用来控制发动机和车辆行驶速度大致为一个希望数值的装置（通常被称作“车速控制装置”），可以独立地包括在内，或者也可与本发明的换档操纵系统联合在一起，以便在顺序相联的各高速档间由本发明的换档操纵系统实现自动换档时，能在它所提供的车速范围内发挥作用。并且，它还可以与图1中燃料控制器26合并，成为它的一个部分。
完全可以想象到，有可能存在着这种情况，它要求在所有的排档之间进行手动换档。为此，本发明的换档操纵系统还含有能使自动操纵不起作用的装置。一旦需要，可经驾驶员按动如图1中所示的一个开关25，或者在其他情况下，向本发明的操纵系统发送一个可操作信号，它就能够在变速器的全部高档之间改由手动换档取代自动换档。此外，最好再有指示装置，用以显示向手动换档的转换已经完成，以便作为记录等等之用。例如，在打开或移动图1中所示的封条27或其他型式的档板时，就可把本发明的换档操纵系统脱离工作。