本发明涉及机械技术领域，尤其涉及一种混合动力汽车中的自动离合器液压式控制机构。
背景技术：
近年来，随着新能源汽车相关领域的飞速发展，混合动力作为一种动力性好、反应快、工作时间长、低污染、低噪声的汽车动力系统，已经广泛的被大众认可，混合动力汽车也成为现阶段主流汽车形式之一。混合动力汽车的离合器控制机构也是种类繁多，通常采用液压式离合器控制机构，此类离合器控制机构具有摩擦阻力小、质量轻、传递效率高、布置方便、结合柔和，并不受车身变形的影响等特点，被普遍运用到离合器控制机构当中。
目前，离合器液压控制机构通过各类开关阀，例如：单向阀、进油阀、回油阀、应急阀等开关阀的开闭来实现对液压缸油压及流向的控制，从而实现离合器的分离、结合状态，也有运用油泵电机的转过角度来控制供油量的方法，此类控制方法结构复杂，多个阀门占用空间过大，液压泵工作时，产生的能量脉动也会影响到开关阀的工作性能，对离合器液压缸供油量产生偏差，使得对离合器的控制效率低，不精确，导致离合器不能正常分离和结合的几率偏大。
因此，离合器控制机构如何能进一步提高对离合器工作状态的精确控制，并且简化其占用空间、降低不能正常分离、结合状态的几率，并能够长时间保持保压状态是本领域亟待解决的技术问题。
技术实现要素：
为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种混合动力汽车中的自动离合器液压式控制机构，以提高对离合器的控制精度，简化占用空间，使离合器的分离、结合、保压等各个状态均能够稳定高效完成。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种混合动力汽车中的自动离合器液压式控制机构，包括泵油系统、蓄能系统和工作缸系统，所述蓄能系统和所述工作缸系统之间连接有第一高压油管，所述泵油系统和所述蓄能系统之间连接有第二高压油管和低压回油管，所述蓄能系统中安装有用于控制液压油流通方向的换向阀、以及用于测量所述蓄能系统中压力的压力传感器，所述工作缸系统中安装有角位移传感器，用于测量由所述工作缸系统带动的离合器的位移，所述换向阀、所述压力传感器和所述角位移传感器均与车载控制系统相连，能够与所述车载控制系统进行信息交互。
优选地，所述泵油系统包括油泵、储油盒、电机、第一过滤装置、用于连接所述油泵、所述储油盒、所述电机和所述第一过滤装置的带有油路的连接板、以及用于安装所述泵油系统的第一支架，所述油泵、所述储油盒和所述电机均通过螺栓固定在所述连接板上，所述储油盒的出油口与所述油泵的进油口插入式连接，所述第一过滤装置放置在所述储油盒的出油口处，所述储油盒的安装位置上部配有通气孔。
优选地，所述油泵包括外啮合齿轮组、两个限位压块、外部壳体组件、多个定位销、以及多个固定螺栓，所述外部壳体组件包括上盖、下盖和第一壳体，两个所述限位压块分别安装在所述外啮合齿轮组的两端，所述限位压块及所述外啮合齿轮组均位于所述第一壳体中，所述第一壳体与所述上盖及所述下盖之间通过所述定位销进行定位，多个所述固定螺栓用于连接所述外部壳体组件的三部分，以及用于将所述油泵固定在所述连接板上。
优选地，所述油泵包括四个固定螺栓，四个所述固定螺栓分别安装在所述油泵的四角，其中两个所述固定螺栓采用外六角组合螺栓，另外两个采用内六角组合螺栓，两个所述外六角组合螺栓与两个所述内六角组合螺栓交错设置。
优选地，所述限位压块采用铝合金材质，并且所述限位压块上设置有卸荷槽。
优选地，所述蓄能系统包括蓄能器、分流管道、第二过滤装置、单向阀、换向阀、压力传感器、第二支架、橡胶软垫和油嘴，所述蓄能器、所述单向阀、所述换向阀、所述油嘴均与所述分流管道相连，所述第二过滤装置与所述单向阀相连，且设置在所述蓄能系统的进油口处，所述压力传感器安装在所述分流管道中位于所述蓄能器与所述换向阀中间的位置，所述蓄能器安装在所述第二支架上，且所述蓄能器与所述第二支架之间设置有所述橡胶软垫。
优选地，所述分流管道包括蓄能器安装孔、换向阀安装孔、输入孔、输出孔和回油孔，所述分流管道中具有三个不同流向的通道，三个所述通道分别连入所述输入孔、所述输出孔和所述回油孔，所述输入孔与所述单向阀相连，所述输出孔与所述第一高压油管相连，所述回油孔与所述油嘴相连，所述油嘴与所述低压回油管相连，所述输入孔、所述输出孔和所述回油孔均能够与所述换向阀接通。
优选地，所述蓄能器为重锤式蓄能器、弹簧式蓄能器、气体加载式蓄能器中的任意一种。
优选地，所述工作缸系统包括活塞、活塞杆、拉索、通气塞、第二壳体、大滑套、小滑套、角位移传感器、传感器座、端盖、防磨环、以及y型油封，所述大滑套与所述小滑套通过过盈配合设置在所述第二壳体中，形成滑套结构，所述活塞与所述活塞杆相连并设置在所述滑套结构中，所述活塞与所述滑套结构接触的部位安装有所述防磨环和所述y型油封，所述活塞的末端与所述端盖螺纹连接，所述端盖用于限制所述活塞的行程，所述拉索伸入所述活塞杆中，并与所述活塞相连，所述第二壳体靠近所述活塞的一端设置有所述传感器座，所述传感器座上安装有所述角位移传感器，所述第二壳体上还设置有通气塞安装孔，所述通气塞安装在所述通气塞安装孔上。
优选地，所述第一高压油管和所述第二高压油管采用钢丝缠绕式高压油管，并通过螺纹锁紧，所述低压回油管采用橡胶材质低压回油管，并通过喉箍锁紧。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1、本发明设置的泵油系统、蓄能系统、工作缸系统之间采用柔性油管连接，在安装要求上可作出合理任意变形，对车身空间的要求更小，适用范围广；采取液压形式的控制方式反应更灵敏，摩擦损耗小，耗能更低。
2、本发明设置的传感器测量的数据反馈给车载空控制系统而做出相应判断及控制换向阀动作，能够更加高效、精准地控制离合器的分离、结合、保压状态。
3、本发明设置的蓄能器，尤其是气体加载式中的焊接隔膜式蓄能器惯性小、反应灵敏、能够显著消除液压泵工作时产生的能量脉动，提高机构的使用寿命和控制精度，并且具有维护容易、安装简便、充气方便等优点，用在油电混合汽车中，能够缩短维修及维护的成本，并且能够高效、精确地控制离合器的状态。
4、本发明设置的控制机构与传统的离合器执行机构相比，在空间上占用更小的体积，同样适用于装配在常规油电混合动力汽车。
5、本发明采用电子传感器件进行控制与检测，由液压系统进行传递载荷，提高了其控制精度和反应灵敏度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的自动离合器液压式控制机构的结构示意图；
图2是本发明实施例中泵油系统的结构示意图；
图3是图2中a处的具体示意图；
图4是本发明实施例中油泵的内部示意图；
图5是本发明实施例中固定螺栓的安装示意图；
图6是本发明实施例中限位压块的结构示意图；
图7是本发明实施例中蓄能系统的结构示意图；
图8是本发明实施例中分流管道的内部示意图；
图9是本发明实施例中工作缸系统的结构示意图。
图中：1-泵油系统，2-蓄能系统，3-工作缸系统，4-第一高压油管，5-第二高压油管，6-低压回油管，11-油泵，12-储油盒，13-电机，14-第一过滤装置，15-连接板，16-第一支架，111-外啮合齿轮组，112-限位压块，113-外部壳体组件，1131-上盖，1132-下盖，1133-第一壳体，114-固定螺栓，115-定位销，116-密封圈，21-蓄能器，22-分流管道，23-第二过滤装置，24-单向阀，25-换向阀，26-压力传感器，27-第二支架，28-橡胶软垫，29-油嘴，221-蓄能器安装孔，222-换向阀安装孔，223-输入孔，224-输出孔，225-回油孔，31-活塞，32-活塞杆，33-拉索，34-通气塞，35-第二壳体，36-大滑套，37-小滑套，38-角位移传感器，39-传感器座，310-端盖，311-防磨环，312-y型油封。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
本发明提供了一种混合动力汽车中的自动离合器液压式控制机构，如图1所示，所述控制机构包括泵油系统1、蓄能系统2和工作缸系统3，蓄能系统2和工作缸系统3之间连接有第一高压油管4，泵油系统1和蓄能系统2之间连接有第二高压油管5和低压回油管6，蓄能系统2中安装有用于控制液压油流通方向的换向阀25、以及用于测量蓄能系统2中压力的压力传感器26，工作缸系统3中安装有角位移传感器，用于测量由工作缸系统3带动的离合器的位移，换向阀25、压力传感器26和角位移传感器38均与车载控制系统相连，能够与车载控制系统进行信息交互。
优选地，如图2所示，泵油系统1包括油泵11、储油盒12、电机13、第一过滤装置14、用于连接油泵11、储油盒12、电机13和第一过滤装置14的带有油路的连接板15、以及用于安装泵油系统1的第一支架16，油泵11、储油盒12和电机13均通过螺栓固定在连接板15上，储油盒12的出油口与油泵11的进油口插入式连接，第一过滤装置14放置在储油盒12的出油口处，储油盒12的安装位置上部配有通气孔a，其结构如图3所示。
其中，油泵11可以采用齿轮泵、叶片泵、柱塞泵、螺杆泵等，考虑到占用体积小、连接方便等因素，优选的为外啮合齿轮泵。电机13可以是现有电机种类的任意一种，考虑到反应快速、占用体积小、控制功率小等因素，优选的为无刷直流伺服电机。第一过滤装置14放置在储油盒12的出油口处，目的在于过滤杂质、保护油泵11、提高使用寿命，储油盒12上部的通气孔a用于防止储油盒12内部负压。
优选地，如图4所示，油泵11包括外啮合齿轮组111、两个限位压块112、外部壳体组件113、多个定位销115、以及如图2所示的多个固定螺栓114，外部壳体组件113包括上盖1131、下盖1132和第一壳体1133，两个限位压块112分别安装在外啮合齿轮组111的两端，限位压块112及外啮合齿轮组111均位于第一壳体1133中，第一壳体1133与上盖1131及下盖1132之间通过定位销115进行定位，多个固定螺栓114用于连接外部壳体组件113的上盖1131、下盖1132和第一壳体1133，以及用于将油泵11固定在连接板15上。
优选地，如图5所示，油泵11包括四个固定螺栓114，四个固定螺栓114分别安装在油泵11的四角，其中两个固定螺栓114采用外六角组合螺栓，另外两个采用内六角组合螺栓，两个所述外六角组合螺栓与两个所述内六角组合螺栓交错设置。
优选地，限位压块112采用铝合金材质，并且如图6所示，限位压块112上设置有卸荷槽，以减小摩擦力、消除真空带。
本发明中的油泵系统1的具体连接方式如下：
组装油泵11，先将两个限位压块112装在一组外啮合齿轮组111两端，放入第一壳体1133中，利用定位销115进行定位，盖好上盖1131与下盖1132，第一壳体1133与上盖1131和下盖1132接触的部位设置有密封圈116，之后使用固定螺栓114进行连接，组装好外部壳体组件113；组装好油泵11后，将油泵11与连接板15用图5所示的连接形式连接，将含有第一过滤装置14的储油盒12的出油口与油泵11的进油口采取插入式的连接方式连接，将电机13用4根m6内六角组合螺栓固定在连接板15上，进一步的用四根m8螺栓将储油盒12固定在连接板15上，最后将第一支架16连接到相应的位置，第一支架16可做任意变形，确定第一支架16的相应位置需根据变速箱安装位置及实际使用情况而定，安装孔也根据实际情况确定相应位置，最终组成泵油系统1。
优选地，如图7所示，蓄能系统2包括蓄能器21、分流管道22、第二过滤装置23、单向阀24、换向阀25、压力传感器26、第二支架27、橡胶软垫28和油嘴29。其中，蓄能器21、单向阀24、换向阀25、油嘴29均与分流管道22相连，第二过滤装置23与单向阀24相连，且设置在蓄能系统的进油口处，压力传感器26安装在分流管道22中位于蓄能器21与换向阀25中间的位置，蓄能器21安装在第二支架27上，且蓄能器21与第二支架27之间设置有橡胶软垫28。蓄能器21采用重锤式蓄能器、弹簧式蓄能器中的任意一种，优选气体加载式蓄能器。
优选地，如图8所示，分流管道22包括蓄能器安装孔221、换向阀安装孔222、输入孔223、输出孔224和回油孔225，分流管道22中具有三个不同流向的通道，三个所述通道分别连入输入孔223、输出孔224和回油孔225，输入孔223与单向阀24相连，输出孔224与第一高压油管4相连，并通过第一高压油管4连接工作缸系统3，回油孔225与油嘴29相连，油嘴29与低压回油管6相连，并通过低压回油管6连通着储油盒12，保证整个系统的循环工作的液压油，可循环利用；输入孔223、输出孔224和回油孔225均能够与换向阀25接通，由换向阀25来控制液压油的流通方向，进而控制离合器和离合器执行机构的工作状态。
第二过滤装置23放置在蓄能系统的进油口处，即放置于单向阀24之前，目的在于保护单向阀24中的阀芯，以及蓄能器21中的隔膜等精密、易损部件。单向阀24可以是现有的任意形式的单向阀，包括直通式、直角式的任意一种，考虑到占用体积、使用压力等情况，优选的为锥阀式直通单向阀，此类单向阀结构紧凑、便于安装、且锥阀式阀芯不易磨损、使用寿命长。
换向阀25采用电磁换向阀、液动换向阀、电液换向阀等，考虑到占用体积、反应速度、保压状态等因素，本实施例中的换向阀25优选为电磁式三位四通换向滑阀。
压力传感器26采用任意形式的压力传感器，例如：应变片式、陶瓷式、扩散硅式、蓝宝石式、压电式等形式的压力传感器，考虑到压电式压力传感器结构简单、体积小、使用寿命长等优异的特点，本实施例中的压力传感器26优选为压电式压力传感器。
蓄能系统2的具体连接方式如下：先将蓄能器21与分流管道22相连接，分流管道22的输入孔223连接单向阀24，并在分流管道22的蓄能器21与换向阀25的中间位置安装压力传感器26，以监测输入油压的实时状态；输出孔224连接第一高压油管4；回油孔225连接油嘴29，之后通过换向阀安装孔222以插入式的连接方式连接电磁式三位四通换向阀，最后将蓄能系统2以合适的角度(依据车身空间实际情况而定)安装到第二支架27上。需要说明的是：蓄能器21为短时间高压容器，在蓄能器21与第二支架27之间应放置橡胶软垫28，以保护蓄能器21。
优选地，本发明中的工作缸系统3采用活塞式、柱塞式、摆动式、伸缩式等形式的液压缸，由于工作缸系统3的工作状态为高压油传递输出力使其克服离合器中膜片弹簧的反作用力，只需要使其单向施加载荷即可，所以工作缸系统3优选的为单作用活塞式液压缸系统。
如图9所示，工作缸系统3包括活塞31、活塞杆32、拉索33、通气塞34、第二壳体35、大滑套36、小滑套37、角位移传感器38、传感器座39、端盖310、防磨环311、以及y型油封312，大滑套36与小滑套37以过盈配合设置在第二壳体35中，形成滑套结构，活塞31与活塞杆32相连并设置在滑套结构中，活塞31与滑套结构接触的部位安装有防磨环311和y型油封312，活塞31的末端与端盖310螺纹连接，端盖310用于限制活塞31的行程，拉索33伸入活塞杆32中，并与活塞31相连，第二壳体35靠近活塞31的一端设置有传感器座39，传感器座39上安装有角位移传感器38，第二壳体35上还设置有通气塞安装孔，通气塞34安装在所述通气塞安装孔上。
其中，大滑套36和小滑套37的作用为导向和抗磨损，即应选择硬度大、强度高的材料，或做抗磨性处理，如热处理等。工作缸系统3中的角位移传感器可以采用任意形式的角位移传感器，考虑到占用体积的因素，本实施例中在液压缸尾部装有传感器座39，将角位移传感器38安装在传感器座39上，可以使直线运动转化为回转运动，从而在保证使用效果的情况下，尽可能的减少占用空间。
工作缸系统3的具体连接方式如下：首先将大滑套36与小滑套37以过盈配合的形式压入到第二壳体35中，再将套有防磨环311和y型油封312的活塞31和活塞杆32安装在第二壳体35中，在后端以螺纹连接的形式放入端盖310，以限制活塞31的行程，拉索33与活塞31相连，在第二壳体35的尾部装有传感器座39和角位移传感器38，通气塞34安装在通气塞安装孔上。其中，拉索33的长度为：当活塞31接触到端盖310时，拉索33另一端连接的离合器达到分离状态合适位置为宜，具体需参考离合器参数。
进一步地，第一高压油管4的两端分别接于蓄能系统2中分流管道22的输出口和工作缸系统3的第二壳体35的输入口，第二高压油管5的两端分别接于泵油系统1中的连接板15输出口和蓄能系统2的第二过滤装置23的输入口，低压回油管6的两端分别接于蓄能系统2中分流管道22相连的油嘴29和储油盒12上的油嘴。
其中，第一高压油管4和第二高压油管5可以采用任意形式的高压油管，包括：编织式钢丝油管或缠绕式钢丝油管，考虑到整套系统的连接方式和工作压力的需求，优选采用钢丝缠绕式高压油管。低压回油管6优选采用橡胶材质的低压回油管。并且，第一高压油管4和第二高压油管5的锁紧方式为螺纹连接，低压回油管6的锁紧方式为用喉箍锁紧。
进一步地，本发明所述控制机构的所有部件，包括：各类系统，各组件和各零件之间，有油路通过的连接处位置，采取密封措施，包括：o型圈、y型油封、内包骨油封等形式密封，以防止油液泄露，导致系统泄压，离合器无法完成分离、结合等工作。
下面结合图1、图2、图7、图8和图9，对本发明所述控制机构的实际使用过程作出详细说明。
开始前准备阶段：将所述控制机构按上述连接方式连接好，并安装到汽车变速箱上，将拉索33另一端连入离合器壳的摇臂上，再向储油盒12中注入合适体积的液压油，注油完成后，控制电磁式的换向阀25将输入孔223与输出孔224连通，打开工作缸系统3内的通气塞34，对泵油系统1中的电机13通电，对工作缸系統3注油，以排除工作缸内部多余空气，以免影响控制精度，空气排出后，将通气塞34封死并断开电机13的电源。
准备阶段完成后，将换向阀25、压力传感器26、角位移传感器38等接入车载控制系统，车载控制系统能够采集压力传感器26、角位移传感器38测量的数据，并控制换向阀25中的各个通道的导通或关闭，实现对油路的控制。
之后为蓄能器21充能，首先需要了解所需要控制的离合器参数，计算出所述控制机构所需要的最小工作压力和最大工作压力，为保证所述控制机构的稳定和可靠性，需在所需最小工作压力适当加一部分压力，在额定的最大工作压力上适当减小一部分压力。假设所选最小工作压力为xmpa，最大工作压力为ympa，先控制换向阀25，使输入孔223闭合，此时蓄能器21与泵油系统1相连通，对电机13通电，同时监测压力传感器26数据，待压力传感器26数据达到ympa时，对电机13断电，由于单向阀24作用，使得现阶段状态蓄能器21中为所需高压油。
下面以离合器的三种状态：分离、结合、保压三种状态分别阐述其实施方式：
1、分离状态：当想让离合器分离时，控制换向阀25中的滑块到达回油孔225位置，此时回油孔225闭合，蓄能器21与工作缸系统3相连，此时蓄能器21中的高压油通入工作缸系统3中，使得工作缸系统3中的活塞31向后运动，同时活塞31带动拉索33向后运动，同时监测角位移传感器38数据，当活塞31运动到使得离合器分离时，此过程完成。
2、接合状态：当需要让离合器接合时，控制换向阀25中滑块到达输入孔223位置，此时输入孔223闭合，工作缸系统3通过低压回油管6接通泵油系统1中的储油盒12，使工作缸系统3卸压，通过离合器磨片弹簧的作用力，离合器自动回到闭合状态，此时活塞31回到初始位置，此过程完成。
3、保压状态:此状态与上述分离状态类似，即长时间分离状态，此时只需按照分离状态的工作形式，保持电磁式换向阀25长时间通电，保持换向阀25中的滑块长时间保持在回油孔225位置即可。
当多次循环上述过程后，蓄能器21中的油压会逐渐降低，当压力传感器26测得油压小于xmpa时，重复上述给蓄能器21充能状态，给泵油系统1中的电机13通电，为蓄能器21充能，当压力传感器26测得压力大于ympa时断电，循环重复上述过程。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。