本实用新型属于转向系统技术领域，尤其涉及一种带机械辅助的客车线控液压转向系统。
背景技术：
线控转向系统克服了传统转向系统中机械结构的各种限制，是一种全新的转向方式。驾驶员仅输入转向盘的转角指令，在一定的操纵稳定条件下，ECU（电子控制单元）根据转向盘输入转角、车辆当前行驶状态等信息，依据有关控制算法确定合理的车轮转角，实现准确的转向。线控转向系统仅向驾驶员提供有用信息，即模拟生成的“路感”，作为转向盘回正力矩的控制变量；避免了因路面不平等原因产生的振动传递到转向盘上，优化驾驶感觉。此外，线控转向系统中的转向比率可根据实际情况进行智能调整，在实际驾驶过程中适应性更强，改善了驾驶特性，增强了驾驶员的操纵性。但另一方面，线控转向系统缺少机械结构连接带来的工作可靠性。
液压转向系统可产生较大的助力能量，易于驱动客车类大型车的转向系统。且液压转向技术发展成熟，通过液压泵、换向阀对油液进行流量、方向的调节，性能稳定，操控效果也更为精确。但液压传动的角传动比为定值，当客车在原地或低速行驶时，常需要进行大转角转向，驾驶员需要输入较大的方向盘转角才能完成转向要求，加强了驾驶员的工作强度；反之在高速行驶状态下，方向盘会过于灵敏。而且液压转向通过液压管路直接连接的方式，油液运输时间长，响应速度慢，易产生漏油等现象；没有模拟相应路感，驾驶员无法准确把握路面信息。
技术实现要素：
针对于上述现有技术的不足，本实用新型的目的在于提供一种带机械辅助的客车线控液压转向系统，以克服现有技术中存在的问题。本实用新型的带机械辅助的客车线控液压转向系统可以由ECU根据车辆的行驶工况实时设置可变传动比，减轻驾驶员的负担，提高客车转向系统对驾驶员转向输入的响应能力，降低能源消耗；还可以降低油路布置的复杂性，整体改善车辆转向性能；并模拟转向路感，帮助驾驶员获取路面信息。电子元件出现故障，使线控液压转向部分失效时，故障离合器接合同时启用机械转向部分，弥补了客车线控液压转向系统可靠性差的不足，保证整车的正常行驶。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下：
本实用新型的一种带机械辅助的客车线控液压转向系统，包括转向盘模块、机械转向模块、液压传动模块及控制模块；
所述转向盘模块包括依序连接的转向盘、转向轴、转矩转角传感器、路感电机及电流传感器；
所述机械转向模块包括故障离合器、转向轴、转向小齿轮、齿形液压缸、连杆机构及车轮；
所述故障离合器及转向小齿轮均安装在转向轴上；
所述齿形液压缸外壳上开设有进油口和出油口，且其一边外侧设计有齿状结构，与转向小齿轮相啮合，形成齿轮齿条转向机构；
所述连杆机构包括活塞、转向横拉杆及转向主销，三者依次连接；
所述液压传动模块包括油箱、液压泵驱动电机、液压泵、电磁换向阀、齿形液压缸及连杆机构；所述液压泵驱动电机与液压泵相连，驱动液压泵工作；
所述液压泵的低压端与油箱相连，高压端与电磁换向阀相连，将油箱中低压油加压至高压油，并传递给电磁换向阀；
所述电磁换向阀通过油管连通油箱、液压泵和齿形液压缸，通过改变电磁换向阀中油液流量及流向，使活塞两侧的油压大小发生变化，以产生的压差驱动活塞相对齿形液压缸运动，并改变车轮的转角；
所述控制模块包括电子控制单元及与之相连的车轮车速传感器、汽车侧向加速度传感器、汽车横摆角速度传感器、活塞位移传感器、液压缸油压传感器；
所述车轮车速传感器安装在车轮上，测量车轮车速；
所述汽车侧向加速度传感器测量汽车侧向加速度；
所述汽车横摆角速度传感器测量汽车横摆角速度；
所述活塞位移传感器和液压缸油压传感器安装在齿形液压缸内壁，分别测量活塞位移和齿形液压缸两端压力；所述电子控制单元向液压泵驱动电机、电磁换向阀及电流传感器发送控制指令，完成线控液压转向及对液压传动模块形成闭环控制。
优选地，所述故障离合器处于常分离状态，当线控液压转向发生故障时，电子控制单元发出指令接合故障离合器，启用机械转向模块。
本实用新型的有益效果：
1.本实用新型的带机械辅助的客车线控液压转向系统不仅可以设置可变传动比，减轻驾驶员的负担，提高客车转向系统的响应能力，降低能源消耗；还可以降低油路布置的复杂性，整体改善车辆转向性能；并模拟转向路感，帮助驾驶员判断路面信息。
2.本实用新型的带机械辅助的客车线控液压转向系统当电子元件出现故障，线控液压转向部分失效时，故障离合器接合同时启用机械转向部分，弥补了客车线控液压转向系统可靠性差的不足，保证整车的正常行驶。
附图说明
图1为本实用新型系统的结构原理图；
图中，1-转向盘，2-转向轴，3-路感电机，4-转矩转角传感器，5-电流传感器，6-故障离合器，7-活塞位移传感器，8-转向小齿轮，9-液压缸油压传感器，10-齿形液压缸，11-电磁换向阀，12-油箱，13-液压泵驱动电机，14-液压泵，15-车轮，16-转向横拉杆，17-转向主销，18-活塞，19-ECU，v-车轮车速信号，ay-汽车侧向加速度信号，ω-汽车横摆角速度信号。
具体实施方式
为了便于本领域技术人员的理解，下面结合实施例与附图对本实用新型作进一步的说明，实施方式提及的内容并非对本实用新型的限定。
参照图1所示，本实用新型的一种带机械辅助的客车线控液压转向系统，包括转向盘模块、机械转向模块、液压传动模块及控制模块。
如图1所示，所述转向盘模块包括依序连接的转向盘1、转向轴2、转矩转角传感器4、路感电机3及电流传感器5；
所述机械转向模块包括故障离合器6、转向轴2、转向小齿轮8、齿形液压缸10、连杆机构及车轮15；
所述故障离合器6安装在转向轴2上，处于常分离状态，当线控液压转向发生故障时，ECU发出指令接合故障离合器6，启用机械转向模块；
所述转向小齿轮8安装在转向轴2上；
所述齿形液压缸10外壳上开设有进油口和出油口，且其一边外侧设计有齿状结构，与转向小齿轮8相啮合，形成齿轮齿条转向机构；
所述连杆机构包括活塞18、转向横拉杆16及转向主销17，三者依次连接；
所述液压传动模块包括油箱12、液压泵驱动电机13、液压泵14、电磁换向阀11、齿形液压缸10连杆机构；
所述液压泵驱动电机13与液压泵14相连，驱动液压泵14工作；
所述液压泵14的低压端与油箱12相连，高压端与电磁换向阀11相连，将油箱12中低压油加压至高压油，并传递给电磁换向阀；
所述电磁换向阀11通过油管连通油箱12、液压泵14和齿形液压缸10，通过改变电磁换向阀11中油液流量及流向，使活塞两侧的油压大小发生变化，以产生的压差驱动活塞18相对齿形液压缸10运动，并改变车轮的转角；液压泵起增压作用，将油箱12中油液加压传递至电磁换向阀11，再传递至齿形液压缸10，使齿形液压缸10一端压力增大，驱动活塞运动。齿形液压缸10另一端油液通过油管进入电磁换向阀11，再返回油箱。
所述控制模块包括电子控制单元（ECU）19及与之相连的车轮车速传感器、汽车侧向加速度传感器、汽车横摆角速度传感器、活塞位移传感器7、液压缸油压传感器9；
所述车轮车速传感器安装在车轮15上，测量车轮车速；
所述汽车侧向加速度传感器测量汽车侧向加速度；
所述汽车横摆角速度传感器测量汽车横摆角速度；
所述活塞位移传感器7和液压缸油压传感器9安装在齿形液压缸10内壁，分别测量活塞位移和齿形液压缸两端压力；
所述电子控制单元19接收转向盘转角、驾驶员输入转矩，以及各传感器所测得的车轮车速信号v、汽车侧向加速度信号ay、汽车横摆角速度信号ω，根据有关控制算法确定合理的车轮转角，向液压泵驱动电机13、电磁换向阀11发送控制指令，完成线控液压转向，并接收活塞位移信号、齿形液压缸两端压力信号，对液压传动模块形成闭环控制；同时，电子控制单元19将接收到的信息转换为电流信号，传递至路感电机3，提供驾驶员相应路感，帮助获取路面信息。
优选地，所述故障离合器（6）处于常分离状态，当线控液压转向发生故障时，电子控制单元（19）发出指令接合故障离合器（6），启用机械转向模块。
本实用新型具体应用途径很多，以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以作出若干改进，这些改进也应视为本实用新型的保护范围。