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摘要：现代汽车结构复杂，往往涉及机械、电子、控制等多个领域，导致汽车发生故障的原因繁多而且不易确定。本文基于FTA的原理，并以迈腾B8制动灯控制系统为例，将汽车故障与导致故障发生的原因进行分析、分类、归纳总结，并由此制定出故障的诊断流程（故障树），证明了FTA有利于归纳与继承诊断知识，能提高汽车故障诊断的工作效率。
关键词：故障树;FTA;汽车故障诊断
中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）10-0140-02
0 引言
故障树分析法（FTA）是机械学、图论、优化理论、人工智能技术相融合的产物，是检查系统可靠性和安全性分析的有效手段，尤其在解决复杂系统问题时高效迅速，因此可用于提高汽车故障诊断准确率。
故障树分析法：
故障树（FT）简单的理解即对系统故障进行分析的树状结构。树根被叫做顶事件，及系统故障;树叶叫做底事件，底事件就是可能造成故障症状的各种原因。故障树分析法是系统故障在各种条件下发生的逻辑规律，用图形演绎的方法在逻辑推理的条件下对系统故障进行分析，它以系统故障作为分析对象，对可能造成故障症状的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为等）进行分析，进而列出系统故障与故障原因的逻辑关系图，该图形从结构上类似一棵倒置的树，因此把它称为故障树，记作FT（Fault Tree）。故障树能体现出的系统故障（顶事件）、中间事件、故障原因（底事件）之间的逻辑关系。
故障树分析法（FTA）是指按照树形结构，从系统故障开始，进行逐级细化分析，逐级的向下推理，再将故障原因进行细分，直到故障原因不能再细分为止，然后再将这种关系用故障树图形符号来进行表示，从总体到部分、从系统到单元，按树枝状作逐级展开，并将发生的故障事件进行展开细分，进一步判断基本故障、确定故障原因、故障影响，最终达到分析系统可靠性的方法，以此形式建造故障树的方法叫做故障树分析法，记作FTA（Fault Tree Analysis）。使用FTA建立的故障树能清晰地说明系统是怎样失效的，即是怎样发生故障的，并且能将系统故障与组成系统的各零部件的故障有机地联系在一起，可以找出系统的全部可能的故障状态（即发生故障的原因和部位）。FTA是目前世界上公认故障诊断可靠性、安全的一种实用方法。将汽车故障诊断技术与FTA分析法结合后使用起来相对简单，树形结构清晰一目了然，易被使用者理解接受。
故障树分析法的优点：①可以清楚表示故障原因与故障、故障与系统、各个故障之间的关联，该方法简单易懂、形象具体，为维修人员排查故障提供了方便，缩短了维修时间;②维修人员能以演绎的方式查找出系统的故障所在;③对不了解系统设计的维修人员提供一个图示的帮助;④能给维修人员提供对系统特征的真实而透彻的理解。
故障树分析法的建立：
故障树的过程一般分为四个步骤，其中故障树的建造是FTA中最基本、最重要的环节。故障树建造是否完善，将直接影响系统定性分析的准确性，并会对后面故障分析的结果产生影响。因此在建立故障树时必须确保科学，有条理。故障的建立首先应获取关于系统的理论专业知识（系统本身的结构组成、工作原理及控制逻辑等），然后根据理论分析故障得出原因之间的相互关系，最后再将这种关系用故障树图形符号来进行表示。从而使整个故障树是以系统故障为根节点，以故障原因为树叶的倒树状的图形结构。故障树建造的基本流程，如图1。
FTA在迈腾B8制动灯系统中应用实例。
1 熟悉迈腾B8制动燈控制系统
通过实验分析迈腾B8制动灯系统的结构和控制逻辑，绘制出迈腾B8制动灯的工作原理图，进而分析事件之间的相互关系。（图2）
2 确定系统故障状态（顶事件）
顶事件是系统最不希望出现的故障状态，通常一个系统有多个顶事件。
制动灯常见的、稳定的故障现象有四种：①踩制动踏板，所有制动灯不亮。②踩制动踏板，一侧制动灯不亮。③踩制动踏板，高位制动灯不亮。④制动灯常亮。
注意：所有制动灯不亮，主要原因可能是制动开关本身、电源、信号以及数据传输线路和参与数据传输的模块出现故障导致，这些故障首先会导致发动机无法启动，本文所研究的制动灯系统故障不包括导致发动机无法启动的故障。
3 找出不能进一步分解的底事件
由顶事件出发，根据绘制出的的控制逻辑图和工作原理图，确定分析的范围，逐级找出能导致各级事件发生的原因，直至找出不能进一步分解或者不需要分解的的事件为止。
4 建造并优化迈腾B8制动灯系统故障树
在FTA方法中，故障树的建造是整个诊断方法的核心，建树的关键是要了解事件之间的因果关联，通过系统结构分析判断事件有可能出现的原因，以及需要建立故障模式和它们之间的逻辑关系。因为，故障树是否完善清晰将会直接影响着故障树对系统的定性分析，决定着事件发生的概率。综上，建造迈腾B8制动灯系统故障树，如图3所示。
5 总结与展望
本文主要介绍了故障树的基本概念、故障树的分析方法、以及故障树建立的基本方法。以迈腾B8制动灯控制系统为例，对该系统常见的故障案例进行了故障树和故障诊断流程图的建立。树形结构直观易于理解，从而为迅速、准确排除故障打下基础。
综上，虽然建立故障树分析法在理论上比较成熟，但需要维修人员具有一定的理论知识，并且需要耗费大量时间、精力才能准确的建造故障树。因此，如何使故障诊断技术简单化、智能化，并组建适合汽车维修市场的汽车故障诊断系统，并能在修理过程中得以应用推广，是今后汽车故障诊断技术研究的发展方向。
参考文献：
[1]弋国鹏，魏建平.郑世界.汽车灯光控制系统及检修[M].机械工业出版社，2019：45.
[2]王楠.大众帕萨特1.8T发动机电控系统故障诊断方法研究[D].长安大学，2017.
[3]邓子祥.故障树分析法在汽车故障诊断中的应用[J].广西轻工业，2009，25（10）：67-68.
[4]柳卫东.汽车制动系统FTA法的故障诊断研究[D].西北工业大学，2007.
[5]王文晶.基于故障树与实例推理的汽车故障诊断系统的研究与设计[D].宁夏大学，2014.
关键词：故障树;FTA;汽车故障诊断
中图分类号：TP24 文献标识码：A 文章编号：1674-957X（2021）10-0140-02
0 引言
故障树分析法（FTA）是机械学、图论、优化理论、人工智能技术相融合的产物，是检查系统可靠性和安全性分析的有效手段，尤其在解决复杂系统问题时高效迅速，因此可用于提高汽车故障诊断准确率。
故障树分析法：
故障树（FT）简单的理解即对系统故障进行分析的树状结构。树根被叫做顶事件，及系统故障;树叶叫做底事件，底事件就是可能造成故障症状的各种原因。故障树分析法是系统故障在各种条件下发生的逻辑规律，用图形演绎的方法在逻辑推理的条件下对系统故障进行分析，它以系统故障作为分析对象，对可能造成故障症状的各种因素（包括硬件、软件、环境、人为等）进行分析，进而列出系统故障与故障原因的逻辑关系图，该图形从结构上类似一棵倒置的树，因此把它称为故障树，记作FT（Fault Tree）。故障树能体现出的系统故障（顶事件）、中间事件、故障原因（底事件）之间的逻辑关系。
故障树分析法（FTA）是指按照树形结构，从系统故障开始，进行逐级细化分析，逐级的向下推理，再将故障原因进行细分，直到故障原因不能再细分为止，然后再将这种关系用故障树图形符号来进行表示，从总体到部分、从系统到单元，按树枝状作逐级展开，并将发生的故障事件进行展开细分，进一步判断基本故障、确定故障原因、故障影响，最终达到分析系统可靠性的方法，以此形式建造故障树的方法叫做故障树分析法，记作FTA（Fault Tree Analysis）。使用FTA建立的故障树能清晰地说明系统是怎样失效的，即是怎样发生故障的，并且能将系统故障与组成系统的各零部件的故障有机地联系在一起，可以找出系统的全部可能的故障状态（即发生故障的原因和部位）。FTA是目前世界上公认故障诊断可靠性、安全的一种实用方法。将汽车故障诊断技术与FTA分析法结合后使用起来相对简单，树形结构清晰一目了然，易被使用者理解接受。
故障树分析法的优点：①可以清楚表示故障原因与故障、故障与系统、各个故障之间的关联，该方法简单易懂、形象具体，为维修人员排查故障提供了方便，缩短了维修时间;②维修人员能以演绎的方式查找出系统的故障所在;③对不了解系统设计的维修人员提供一个图示的帮助;④能给维修人员提供对系统特征的真实而透彻的理解。
故障树分析法的建立：
故障树的过程一般分为四个步骤，其中故障树的建造是FTA中最基本、最重要的环节。故障树建造是否完善，将直接影响系统定性分析的准确性，并会对后面故障分析的结果产生影响。因此在建立故障树时必须确保科学，有条理。故障的建立首先应获取关于系统的理论专业知识（系统本身的结构组成、工作原理及控制逻辑等），然后根据理论分析故障得出原因之间的相互关系，最后再将这种关系用故障树图形符号来进行表示。从而使整个故障树是以系统故障为根节点，以故障原因为树叶的倒树状的图形结构。故障树建造的基本流程，如图1。
FTA在迈腾B8制动灯系统中应用实例。
1 熟悉迈腾B8制动燈控制系统
通过实验分析迈腾B8制动灯系统的结构和控制逻辑，绘制出迈腾B8制动灯的工作原理图，进而分析事件之间的相互关系。（图2）
2 确定系统故障状态（顶事件）
顶事件是系统最不希望出现的故障状态，通常一个系统有多个顶事件。
制动灯常见的、稳定的故障现象有四种：①踩制动踏板，所有制动灯不亮。②踩制动踏板，一侧制动灯不亮。③踩制动踏板，高位制动灯不亮。④制动灯常亮。
注意：所有制动灯不亮，主要原因可能是制动开关本身、电源、信号以及数据传输线路和参与数据传输的模块出现故障导致，这些故障首先会导致发动机无法启动，本文所研究的制动灯系统故障不包括导致发动机无法启动的故障。
3 找出不能进一步分解的底事件
由顶事件出发，根据绘制出的的控制逻辑图和工作原理图，确定分析的范围，逐级找出能导致各级事件发生的原因，直至找出不能进一步分解或者不需要分解的的事件为止。
4 建造并优化迈腾B8制动灯系统故障树
在FTA方法中，故障树的建造是整个诊断方法的核心，建树的关键是要了解事件之间的因果关联，通过系统结构分析判断事件有可能出现的原因，以及需要建立故障模式和它们之间的逻辑关系。因为，故障树是否完善清晰将会直接影响着故障树对系统的定性分析，决定着事件发生的概率。综上，建造迈腾B8制动灯系统故障树，如图3所示。
5 总结与展望
本文主要介绍了故障树的基本概念、故障树的分析方法、以及故障树建立的基本方法。以迈腾B8制动灯控制系统为例，对该系统常见的故障案例进行了故障树和故障诊断流程图的建立。树形结构直观易于理解，从而为迅速、准确排除故障打下基础。
综上，虽然建立故障树分析法在理论上比较成熟，但需要维修人员具有一定的理论知识，并且需要耗费大量时间、精力才能准确的建造故障树。因此，如何使故障诊断技术简单化、智能化，并组建适合汽车维修市场的汽车故障诊断系统，并能在修理过程中得以应用推广，是今后汽车故障诊断技术研究的发展方向。
参考文献：
[1]弋国鹏，魏建平.郑世界.汽车灯光控制系统及检修[M].机械工业出版社，2019：45.
[2]王楠.大众帕萨特1.8T发动机电控系统故障诊断方法研究[D].长安大学，2017.
[3]邓子祥.故障树分析法在汽车故障诊断中的应用[J].广西轻工业，2009，25（10）：67-68.
[4]柳卫东.汽车制动系统FTA法的故障诊断研究[D].西北工业大学，2007.
[5]王文晶.基于故障树与实例推理的汽车故障诊断系统的研究与设计[D].宁夏大学，2014.