วิศวกรรมยานยนต์ร่วมกับวิศวกรรมการบินและอวกาศและสถาปัตยกรรมทางทะเล เป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรมยานพาหนะ โดยรวมเอาองค์ประกอบของวิศวกรรมเครื่องกล ไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์ซอฟต์แวร์และความปลอดภัยมาประยุกต์ใช้ในการออกแบบผลิต และใช้งานรถจักรยานยนต์รถยนต์และรถบรรทุก รวม ถึงระบบย่อยทางวิศวกรรมต่างๆ นอกจากนี้ยังรวมถึงการดัดแปลงยานพาหนะด้วย ขอบเขตการผลิตที่เกี่ยวข้องกับการสร้างและประกอบชิ้นส่วนทั้งหมดของรถยนต์ก็รวมอยู่ในสาขานี้เช่นกัน สาขาวิศวกรรมยานยนต์เป็นสาขาที่เน้นการวิจัยและเกี่ยวข้องกับการประยุกต์ใช้แบบจำลองและสูตรทางคณิตศาสตร์โดยตรง การศึกษาด้านวิศวกรรมยานยนต์คือการออกแบบ พัฒนา ผลิต และทดสอบยานพาหนะหรือชิ้นส่วนยานพาหนะตั้งแต่ขั้นตอนแนวคิดจนถึงขั้นตอนการผลิต การผลิต การพัฒนา และการประกอบเป็นสามหน้าที่หลักในสาขานี้

วิศวกรรมยานยนต์เป็นสาขาหนึ่งของวิศวกรรมศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับการผลิต การออกแบบ กลไกเชิงกล และการทำงานของรถยนต์ เป็นการแนะนำเบื้องต้นเกี่ยวกับวิศวกรรมยานพาหนะ ซึ่งเกี่ยวข้องกับรถจักรยานยนต์ รถยนต์ รถบัส รถบรรทุก ฯลฯ รวมถึงสาขาย่อยด้านกลไก อิเล็กทรอนิกส์ ซอฟต์แวร์ และความปลอดภัย คุณลักษณะและสาขาวิชาวิศวกรรมบางประการที่มีความสำคัญต่อวิศวกรยานยนต์ ได้แก่:

วิศวกรรมความปลอดภัย : วิศวกรรมความปลอดภัยคือการประเมินสถานการณ์การชนต่างๆและผลกระทบต่อผู้โดยสารในรถยนต์ โดยจะทดสอบตามข้อกำหนดของรัฐบาลที่เข้มงวดมาก ข้อกำหนดเหล่านี้บางส่วนได้แก่ การทดสอบการทำงานของ เข็มขัดนิรภัยและถุงลมนิรภัยการทดสอบการชนด้านหน้าและด้านข้าง และการทดสอบความต้านทานการพลิควคว่ำ การประเมินจะดำเนินการด้วยวิธีการและเครื่องมือต่างๆ รวมถึงการจำลองการชนด้วยคอมพิวเตอร์ (โดยทั่วไปคือการวิเคราะห์องค์ประกอบจำกัด ) หุ่นจำลองทดสอบการชนและการทดสอบการชนของระบบบางส่วนและรถยนต์ทั้งคัน

อัตราการประหยัดน้ำมัน/การปล่อยมลพิษ : อัตราการประหยัดน้ำมันคือประสิทธิภาพการใช้น้ำมันของรถยนต์ที่วัดได้ในหน่วยไมล์ต่อแกลลอนหรือกิโลเมตรต่อลิตร การทดสอบ การปล่อยมลพิษครอบคลุมการวัดการปล่อยมลพิษของรถยนต์ ซึ่งรวมถึงไฮโดรคาร์บอน_{ไนโตรเจน}ออกไซด์ ( NOx ) คาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2 ₎และไอระเหยของเชื้อเพลิง

วิศวกรรม NVH ( เสียง การสั่นสะเทือน และความกระด้าง ) : NVH เกี่ยวข้องกับฟีดแบ็กของลูกค้า (ทั้งทางสัมผัส [ความรู้สึก] และทางเสียง [การได้ยิน]) เกี่ยวกับยานพาหนะ เสียงอาจตีความได้ว่าเป็นเสียงสั่น เสียงแหลม หรือความร้อน ในขณะที่การตอบสนองทางสัมผัสอาจเป็นการสั่นสะเทือนของเบาะหรือเสียงหึ่งๆ ในพวงมาลัย ฟีดแบ็กนี้เกิดจากชิ้นส่วนต่างๆ ที่เสียดสี สั่น หรือหมุน การตอบสนอง NVH สามารถจำแนกได้หลายวิธี ได้แก่ NVH จากระบบส่งกำลัง เสียงจากถนน เสียงลม เสียงจากชิ้นส่วน และเสียงแหลมและเสียงสั่น โปรดทราบว่า มีทั้งคุณภาพ NVH ที่ดีและไม่ดี วิศวกร NVH ทำงานเพื่อกำจัด NVH ที่ไม่ดี หรือเปลี่ยน "NVH ที่ไม่ดี" ให้เป็น NVH ที่ดี (เช่น เสียงท่อไอเสีย)

อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์ : อิเล็กทรอนิกส์ยานยนต์เป็นแง่มุมที่สำคัญมากขึ้นเรื่อยๆ ของวิศวกรรมยานยนต์ รถยนต์สมัยใหม่ใช้ระบบอิเล็กทรอนิกส์หลายสิบระบบ^{[ 1 ]}ระบบเหล่านี้มีหน้าที่ควบคุมการทำงาน เช่น คันเร่ง เบรก และพวงมาลัย รวมถึงระบบอำนวยความสะดวกต่างๆ เช่น ระบบปรับอากาศระบบสาระบันเทิงและระบบไฟส่องสว่าง รถยนต์จะไม่สามารถตอบสนองความต้องการด้านความปลอดภัยและการประหยัดเชื้อเพลิงในปัจจุบันได้หากปราศจากการควบคุมทางอิเล็กทรอนิกส์

สมรรถนะ : สมรรถนะคือค่าที่วัดได้และทดสอบได้ของความสามารถของยานพาหนะในการทำงานในสภาวะต่างๆ สมรรถนะสามารถพิจารณาได้ในงานที่หลากหลาย แต่โดยทั่วไปจะพิจารณาถึงความเร็วในการเร่งความเร็วของรถ (เช่น เวลาที่ใช้ในการออกตัวจากจุดหยุดนิ่งในระยะ 1/4 ไมล์, 0–60 ไมล์ต่อชั่วโมง เป็นต้น) ความเร็วสูงสุด ระยะเวลาและความเร็วในการหยุดรถจากความเร็วที่กำหนด (เช่น 70-0 ไมล์ต่อชั่วโมง) แรง Gที่รถสามารถสร้างได้โดยไม่สูญเสียการยึดเกาะ เวลาต่อรอบที่บันทึกไว้ ความเร็วในการเข้าโค้ง การเบรกที่ลดลง เป็นต้น สมรรถนะยังสามารถสะท้อนถึงระดับการควบคุมในสภาพอากาศเลวร้าย (หิมะ น้ำแข็ง ฝน) ได้อีกด้วย

คุณภาพการเปลี่ยนเกียร์: คุณภาพการเปลี่ยนเกียร์คือการรับรู้ของผู้ขับขี่เกี่ยวกับการเปลี่ยนเกียร์ของระบบเกียร์อัตโนมัติ ซึ่งได้รับอิทธิพลจากระบบส่งกำลัง (เครื่องยนต์ สันดาปภายในเกียร์ ) และตัวรถ (เพลาขับ ระบบกันสะเทือน แท่นยึดเครื่องยนต์และระบบส่งกำลัง ฯลฯ) ความรู้สึกในการเปลี่ยนเกียร์เป็นการตอบสนองทั้งทางสัมผัส (ความรู้สึก) และทางเสียง (การได้ยิน) คุณภาพการเปลี่ยนเกียร์นั้นรับรู้ได้จากเหตุการณ์ต่างๆ เช่น การเปลี่ยนเกียร์ขึ้นขณะเร่งความเร็ว (1–2) หรือการเปลี่ยนเกียร์ลงขณะแซง (4–2) การเข้าเกียร์ของรถก็ได้รับการประเมินเช่นกัน เช่น จากจอดไปถอยหลัง เป็นต้น

วิศวกรรมความทนทาน/ การกัดกร่อน : วิศวกรรมความทนทานและการกัดกร่อนคือการทดสอบประเมินอายุการใช้งานของยานพาหนะ การทดสอบประกอบด้วยการสะสมระยะทาง สภาพการขับขี่ที่รุนแรง และการแช่ในอ่างเกลือที่มีฤทธิ์กัดกร่อน

ความสามารถในการขับขี่ : ความสามารถในการขับขี่หมายถึงการตอบสนองของรถต่อสภาพการขับขี่ทั่วไป การสตาร์ทเครื่องเย็นและการดับเครื่องยนต์ การลดลงของรอบเครื่องยนต์ การตอบสนองขณะเดินเบา การลังเลและการสะดุดขณะออกตัว และระดับสมรรถนะ ล้วนมีส่วนทำให้ความสามารถในการขับขี่โดยรวมของรถแต่ละคันเปลี่ยนแปลงไป

ต้นทุน : โดยทั่วไปแล้ว ต้นทุนของโครงการพัฒนารถยนต์จะแบ่งออกเป็นผลกระทบต่อต้นทุนผันแปรของตัวรถ และต้นทุนด้านเครื่องมือและต้นทุนคงที่ที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนารถยนต์ นอกจากนี้ยังมีต้นทุนที่เกี่ยวข้องกับการลดระยะเวลารับประกันและการตลาดด้วย

ช่วงเวลาของโครงการ : โครงการต่างๆ ถูกกำหนดช่วงเวลาโดยคำนึงถึงตลาดเป็นส่วนหนึ่ง รวมถึงตารางการผลิตของโรงงานประกอบชิ้นส่วนด้วย ชิ้นส่วนใหม่ใดๆ ในการออกแบบจะต้องสนับสนุนตารางการพัฒนาและการผลิตของรุ่นนั้นๆ

การออกแบบเพื่อการผลิต (DFM) : DFM หมายถึงการออกแบบชิ้นส่วนยานยนต์ในลักษณะที่ไม่เพียงแต่สามารถผลิตได้จริงเท่านั้น แต่ยังต้องมีต้นทุนการผลิตที่คุ้มค่า พร้อมทั้งได้คุณภาพที่ยอมรับได้ตรงตามข้อกำหนดการออกแบบและค่าความคลาดเคลื่อนทางวิศวกรรม ซึ่งต้องอาศัยการประสานงานระหว่างวิศวกรออกแบบและทีมประกอบ/ผลิต

การจัดการคุณภาพ : การควบคุมคุณภาพเป็นปัจจัยสำคัญในกระบวนการผลิต เนื่องจากคุณภาพสูงเป็นสิ่งจำเป็นในการตอบสนองความต้องการของลูกค้าและหลีกเลี่ยงการเรียกคืนสินค้า ที่มีค่าใช้จ่ายสูง ความซับซ้อนของชิ้นส่วนที่เกี่ยวข้องในกระบวนการผลิตจำเป็นต้องใช้เครื่องมือและเทคนิคต่างๆ ในการควบคุมคุณภาพ ดังนั้นคณะทำงานยานยนต์ระหว่างประเทศ (IATF) ซึ่งเป็นกลุ่มผู้ผลิตและองค์กรการค้าชั้นนำของโลก จึงได้พัฒนามาตรฐานISO/TS 16949ขึ้น มาตรฐานนี้กำหนดข้อกำหนดด้านการออกแบบ การพัฒนา การผลิต และ (เมื่อเกี่ยวข้อง) การติดตั้งและการบริการ นอกจากนี้ยังรวมหลักการของ ISO 9001 เข้ากับแง่มุมต่างๆ ของมาตรฐานยานยนต์ระดับภูมิภาคและระดับชาติ เช่น AVSQ (อิตาลี), EAQF (ฝรั่งเศส), VDA6 (เยอรมนี) และ QS-9000 (สหรัฐอเมริกา) เพื่อลดความเสี่ยงที่เกี่ยวข้องกับความล้มเหลวของผลิตภัณฑ์และการเรียกร้องค่าเสียหายสำหรับระบบไฟฟ้าและอิเล็กทรอนิกส์ของยานยนต์ให้เหลือน้อยที่สุด จึงได้นำระเบียบวินัยด้านคุณภาพด้านความปลอดภัยเชิงฟังก์ชันตามมาตรฐาน ISO/IEC 17025 มาใช้

นับตั้งแต่ทศวรรษ 1950 แนวทางการบริหารธุรกิจแบบครบวงจรอย่างการจัดการคุณภาพโดยรวม (TQM) ได้ถูกนำมาใช้เพื่อปรับปรุงกระบวนการผลิตผลิตภัณฑ์และชิ้นส่วนยานยนต์อย่างต่อเนื่อง บริษัทบางแห่งที่นำ TQM มาใช้ ได้แก่บริษัทฟอร์ด มอเตอร์ , โมโตโรลาและ โตโย ต้า มอเตอร์

วิศวกรพัฒนาผลิตภัณฑ์มีหน้าที่รับผิดชอบในการประสานงานการส่งมอบคุณลักษณะทางวิศวกรรมของรถยนต์ ทั้งคัน ( รถบัสรถยนต์รถบรรทุกรถตู้ รถ SUV รถจักรยานยนต์ ฯลฯ) ตามที่ผู้ผลิตรถยนต์กฎระเบียบของรัฐบาล และลูกค้าผู้ซื้อผลิตภัณฑ์ กำหนด

เช่นเดียวกับวิศวกรระบบวิศวกรพัฒนาจะให้ความสำคัญกับปฏิสัมพันธ์ของทุกระบบในรถยนต์โดยรวม แม้ว่าจะมีส่วนประกอบและระบบ มากมาย ในรถยนต์ที่ต้องทำงานได้ตามที่ออกแบบไว้ แต่ส่วนประกอบเหล่านั้นก็ต้องทำงานประสานกันอย่างลงตัวกับรถยนต์ทั้งคัน ตัวอย่างเช่น หน้าที่หลักของระบบ เบรกคือการให้ฟังก์ชันการเบรกแก่รถยนต์ นอกจากนี้ยังต้องให้ความรู้สึกที่แป้นเบรกในระดับที่ยอมรับได้ (นุ่มหรือแข็ง) เสียงของระบบเบรก (เสียงดังเอี๊ยด เสียงสั่น ฯลฯ) และการทำงานร่วมกับABS (ระบบเบรกป้องกันล้อล็อก)

อีกแง่มุมหนึ่งของงานวิศวกรพัฒนาผลิตภัณฑ์คือ กระบวนการ แลกเปลี่ยนที่จำเป็นเพื่อให้ได้คุณสมบัติทั้งหมดของรถยนต์ในระดับที่ยอมรับได้ ตัวอย่างเช่น การแลกเปลี่ยนระหว่างสมรรถนะของเครื่องยนต์และการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงในขณะที่ลูกค้าบางรายต้องการกำลังสูงสุดจากเครื่องยนต์รถยนต์ก็ยังต้องมีการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงในระดับที่ยอมรับได้ จากมุมมองของเครื่องยนต์แล้ว นี่คือข้อกำหนดที่ตรงกันข้าม สมรรถนะของเครื่องยนต์ต้องการปริมาตรกระบอกสูบ สูงสุด (ใหญ่กว่า กำลังมากกว่า) ในขณะที่การประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงต้องการเครื่องยนต์ที่มีปริมาตรกระบอกสูบน้อยกว่า (เช่น 1.4 ลิตร เทียบกับ 5.4 ลิตร) อย่างไรก็ตาม ขนาดเครื่องยนต์ไม่ใช่ปัจจัยเดียวที่มีผลต่อการประหยัดน้ำมันเชื้อเพลิงและสมรรถนะของรถยนต์ ยังมีค่าอื่นๆ ที่เข้ามาเกี่ยวข้องด้วย

คุณลักษณะอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องกับการแลกเปลี่ยนข้อดีข้อเสีย ได้แก่ น้ำหนักรถยนต์แรงต้านอากาศอัตราทดเกียร์ของระบบส่งกำลังอุปกรณ์ ควบคุม การปล่อยมลพิษการควบคุม/การยึดเกาะถนนคุณภาพการขับขี่และยางรถยนต์

วิศวกรพัฒนาผลิตภัณฑ์มีหน้าที่รับผิดชอบในการจัดระเบียบการทดสอบ การตรวจสอบ และการรับรองในระดับรถยนต์ ส่วนประกอบและระบบต่างๆ จะได้รับการออกแบบและทดสอบทีละชิ้นโดยวิศวกรผลิตภัณฑ์ การประเมินขั้นสุดท้ายจะดำเนินการในระดับรถยนต์เพื่อประเมินปฏิสัมพันธ์ระหว่างระบบต่างๆ ตัวอย่างเช่น ระบบเสียง (วิทยุ) จำเป็นต้องได้รับการประเมินในระดับรถยนต์ การทำงานร่วมกับชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์ อื่นๆ อาจทำให้เกิดการรบกวนการระบายความร้อนของระบบและ การจัดวางตำแหน่งของปุ่มควบคุม ตามหลักสรีรศาสตร์ก็จำเป็นต้องได้รับการประเมิน คุณภาพ เสียงในทุกตำแหน่งที่นั่งต้องอยู่ในระดับที่ยอมรับได้

วิศวกรการผลิตมีหน้าที่รับผิดชอบในการตรวจสอบให้แน่ใจว่าการผลิตชิ้นส่วนยานยนต์หรือยานยนต์สำเร็จรูปเป็นไปอย่างถูกต้อง ในขณะที่วิศวกรพัฒนามีหน้าที่รับผิดชอบด้านการทำงานของยานยนต์ วิศวกรการผลิตมีหน้าที่รับผิดชอบด้านการผลิตยานยนต์อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ กลุ่มวิศวกรนี้ประกอบด้วยวิศวกรกระบวนการผู้ประสานงานด้านโลจิสติกส์วิศวกรเครื่องมือวิศวกรหุ่นยนต์ และผู้วางแผนการประกอบ^{[ 2 ]}

ในอุตสาหกรรมยานยนต์ผู้ผลิตมีบทบาทมากขึ้นในขั้นตอนการพัฒนาชิ้นส่วนยานยนต์เพื่อให้มั่นใจว่าผลิตภัณฑ์นั้นผลิตได้ง่ายการออกแบบเพื่อการผลิต (Design for Manufacturability)ในโลกยานยนต์มีความสำคัญอย่างยิ่งเพื่อให้แน่ใจว่าการออกแบบใด ๆ ที่พัฒนาขึ้นใน ขั้นตอน การวิจัยและพัฒนาของการออกแบบยานยนต์นั้นเป็นไปได้ เมื่อการออกแบบเสร็จสมบูรณ์แล้ว วิศวกรการผลิตจะเข้ามาดำเนินการต่อ พวกเขาออกแบบเครื่องจักรและเครื่องมือที่จำเป็นในการสร้างชิ้นส่วนยานยนต์หรือตัวรถ และกำหนดวิธีการผลิตสินค้าจำนวนมาก หน้าที่ของวิศวกรการผลิตคือการเพิ่มประสิทธิภาพของโรงงานผลิตยานยนต์และนำ เทคนิค การผลิตแบบลีนมา ใช้ เช่นซิกซ์ซิกมา (Six Sigma)และไคเซ็น (Kaizen )

วิศวกรยานยนต์ท่านอื่นๆ ได้แก่ บุคคลที่ระบุไว้ด้านล่างนี้:

• วิศวกรด้านอากาศพลศาสตร์มักจะให้คำแนะนำแก่สตูดิโอออกแบบเพื่อให้รูปทรงที่ออกแบบนั้นมีคุณสมบัติทางอากาศพลศาสตร์ที่ดีและสวยงามไปพร้อมกัน
• วิศวกรด้านตัวถังรถจะแจ้งให้สตูดิโอทราบด้วยว่าสามารถผลิตแผงตัวถังตามแบบที่ออกแบบได้หรือไม่
• วิศวกรควบคุมการเปลี่ยนแปลงมีหน้าที่ตรวจสอบให้แน่ใจว่าการเปลี่ยนแปลงด้านการออกแบบและการผลิตทั้งหมดที่เกิดขึ้นนั้นได้รับการจัดระเบียบ จัดการ และนำไปปฏิบัติอย่างเป็นระบบ...
• วิศวกร NVHทำการทดสอบเสียงและการสั่นสะเทือนเพื่อป้องกันเสียงดังในห้องโดยสาร การสั่นสะเทือนที่ตรวจจับได้ และ/หรือปรับปรุงคุณภาพเสียงขณะที่รถวิ่งอยู่บนท้องถนน

การศึกษาชี้ให้เห็นว่ามูลค่าส่วนสำคัญของยานยนต์สมัยใหม่มาจากระบบอัจฉริยะ และระบบเหล่านี้เป็นตัวแทนของนวัตกรรมยานยนต์ส่วนใหญ่ในปัจจุบัน^{[ 3 ] [ 4 ]}เพื่ออำนวยความสะดวกในเรื่องนี้ กระบวนการทางวิศวกรรมยานยนต์สมัยใหม่ต้องรองรับการใช้งานเมคาทรอนิกส์ ที่เพิ่มมากขึ้น การกำหนดค่าและการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงาน การบูรณาการระบบ การควบคุม การตรวจสอบความถูกต้องในระดับส่วนประกอบ ระบบย่อย และระบบของระบบอัจฉริยะจะต้องกลายเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการทางวิศวกรรมยานยนต์มาตรฐาน เช่นเดียวกับกรณีของการออกแบบโครงสร้าง การสั่นสะเทือน-เสียง และจลศาสตร์ ซึ่งต้องใช้กระบวนการพัฒนายานยนต์ที่ขับเคลื่อนด้วยการจำลองเป็นอย่างมาก^{[ 5 ]}

วิธีหนึ่งที่มีประสิทธิภาพในการจัดการกับฟิสิกส์หลายมิติและ การพัฒนา ระบบควบคุมที่เกี่ยวข้องกับการรวมระบบอัจฉริยะ คือการนำ แนวทางการพัฒนาระบบ แบบ V-Model มาใช้ ซึ่งมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมยานยนต์มานานกว่า 20 ปีแล้ว ในแนวทาง V นี้ ข้อกำหนดระดับระบบจะถูกส่งต่อลงมาตาม V ผ่านระบบย่อยไปจนถึงการออกแบบส่วนประกอบ และประสิทธิภาพของระบบจะได้รับการตรวจสอบที่ระดับการบูรณาการที่เพิ่มขึ้น วิศวกรรมระบบเมคาทรอนิกส์ต้องใช้ "วงจร V" สองวงจรที่เชื่อมต่อกัน วงจรหนึ่งมุ่งเน้นไปที่วิศวกรรมระบบฟิสิกส์หลายมิติ (เช่น ส่วนประกอบทางกลและไฟฟ้าของระบบพวงมาลัยไฟฟ้า รวมถึงเซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์) และอีกวงจรหนึ่งมุ่งเน้นไปที่วิศวกรรมการควบคุม ตรรกะการควบคุม ซอฟต์แวร์ และการสร้างฮาร์ดแวร์ควบคุมและซอฟต์แวร์ฝังตัว^{[ 6 ] [ 7 ]}