随着车辆自动变速器的广泛应用，故障诊断技术作为自动变速器的关键技术之一，能有效地提高自动变速器维修效率和车辆行驶的安全性。本文结合AMT重型越野车辆的自动机械变速操控系统实时故障检测和诊断技术展开，并进行了深入的理论分析和试验研究。主要内容概括如下：首先，从硬件和软件的角度划分AMT系统结构，建立软/硬件系统不同层次之间的映射关系。基于AMT系统知识，研究自动机械变速操控系统故障定义、故障诊断目的、故障传播特性、故障可诊断性等问题。通过对系统行为特性的分析，划分系统行为类型（稳态行为、物理系统响应行为和离散事件），并研究不同类型的系统行为故障先验知识和诊断方法，从而提出自动机械变速操控系统实时故障检测和诊断策略。将系统稳态行为按照行为的优先级划分系统信息类型，大大降低故障诊断的难度，提高故障诊断功能的可实现性。针对稳态行为下驾驶员意图信息，运用信号时域/频域分析、采集传输协议的方式实现故障诊断功能；针对稳态行为下平稳随机信息，运用改进PCA理论对无故障历史数据进行分析和挖掘，实现对平稳随机信号的在线故障检测和诊断功能；针对稳态行为下非平稳随机信息，通过研究信号之间的冗余关系，基于不可信原则、多故障兼容原则、概率原则，提出非平稳随机信号的故障检测和诊断策略，并试验验证。针对自动机械变速操控系统物理系统响应行为，首先将物理系统响应行为划分为六种基础子行为，并分析不同子行为之间的时序逻辑关系；针对不同子行为，建立传动系统数学模型和操控系统数学模型，并运用SDG理论将两种数学模型整合，提出了基于SDG模型的物理系统响应行为故障诊断方法，构建了基于SDG模型的专家知识库。最后，总结并建立自动机械变速操控系统单行为（稳态行为和物理系统响应行为）故障诊断专家知识库。深入研究了稳态行为与物理系统响应行为之间的耦合关系，提出稳态行为和物理系统响应行为的故障联合诊断策略，并获得故障联合诊断专家知识库，进一步提高自动机械变速操控系统故障诊断的精度。