控制原理
運動三要素
我們知道，一個物體在做運動學分析時，可以簡化為一個質點。物體要運動首先要受到力的作用，然后產生速度，而速度是一個矢量，即帶有方向和大小的。物體連續的運動從而產生軌跡。所以可以簡單的歸納出運動的三要素：
- 力
- 速度(這里僅表示大小)
- 方向
由此可以分析出我們控制汽車行駛時，就要同樣做到這三個方面的控制：
- 動力控制
- 速度控制
- 方向控制
汽車動力傳輸系統總體架構
發動機
汽車的動力傳輸系統總體架構如圖所示。要驅動汽車必須要有發動機，以提供動力。
變速器
而發動機的轉速和扭矩之間的最佳配合區間很窄，因此直接將動力傳輸給后輪作為驅動力效率很低。所以需要借助一個包含了很多齒輪配合的變速器來調節轉速，由此實現對速度和扭矩的調控。
離合器
但是當發動機在高速運轉時，如果突然切換齒輪組，會造成極大的危險。
所以需要使用離合器來切斷動力的輸入，完成好變速器齒輪組切換后，再輸入動力。
后輪
變速器輸出的動力經傳動軸差速器傳遞給后輪，因此后輪便是驅動輪。
前輪
汽車前輪是沒有驅動的，當后輪發生轉動時，受地面摩擦力作用，前輪便會跟着一起轉動。前輪是跟方向盤配合在一起的，通過方向盤旋轉實現對前輪方向的轉動。
汽車駕駛控制的總體架構
由此，可以總結出汽車駕駛控制的總體架構。
根據運動三要素，需要對汽車完成動力控制、速度控制以及方向控制。
動力控制
發動機的動力由點火開關控制，完成火花塞點火動作，以此開始四沖程做功，輸出動力；同時，發動機還受到油門踏板的控制，當油門踩下時，發動機進油量增大，對外做功更多，提供的動力更足。
速度控制
離合器由離合踏板控制，常態下是貼合的，發動機的動力可以直接傳輸過來，而當離合器完全踩下時，發動機動力被切斷。
變速器由變速操縱桿控制，可實現切換擋位，當變速器位於空擋時，此時動力無法傳輸到下一環節，即動力被切斷。
后輪通常是被駐車制動器（俗稱手剎）所控制的，手剎拉起時，后輪被抱死制動，放下時，后動被松開可自由轉動，變速器的動力傳到后輪后，當力大於地面給的摩擦力時，后輪向前轉動，汽車便會有向前運動的趨勢。
前輪由方向盤控制，由於轉彎直行的切換，后輪運動后，前輪便會開始運動，汽車也就開始緩慢前進了。
前輪和后輪還會受到制動踏板（俗稱剎車）的控制，制動踏板踩下時，四個輪子都被抱死，汽車無法動彈。
方向控制
汽車的方向控制是很復雜的過程，因為在駕駛室內無法很清楚觀察到到汽車四周的環境，因此需要借助一些參照物來輔助判斷，分析出當前汽車的位置，從而合理控制方向盤。這里的參照物通常是后視鏡、引擎蓋、雨刮器等這些相對於汽車是靜止的物體，他們可提供用於判斷汽車車頭、車身的空間位置的信息。
手動擋汽車起步過程分析
關於手動擋汽車起步的操作步驟，網上查了很多資料，說法各不一樣，但大同小異。所以為了真正搞懂背后的原理，可以借助上面的總體架構來分析動力傳輸的過程。下面選擇了一個我個人認為比較合理的起步順序進行分析。
停車狀態
當我們拿到一輛停好的汽車時，通常發動機處於熄火狀態、離合器踏板未被踩下、變速器操縱桿掛在空擋、同時駐車制動器處於拉起狀態。所以可分析出，發動機、變速器、后輪的動力無法傳輸到下一環節，因此汽車就靜止在原地不動了。
踩離合
踩下離合后，發動機到變速器的動力傳輸被切斷，汽車整體仍然保持靜止狀態，因為動力傳輸路線不通。
踩剎車
踩住離合的同時，踩下剎車，汽車四個輪子被牢牢鎖死，整體無法運動，因此保持靜止。這里可以看到踩了剎車后，前后輪被鎖得更加緊了，這其實是為了防止汽車停靠在上坡路上時，發生溜車的情況。
點火
插入鑰匙，擰到“start”擋位，完成點火動作，汽車的發動機被啟動，以一定的速度保持空轉，這一工況又被叫做“怠速”。由於離合被踩下，發動機動力無法傳輸到變速器上，動力傳輸路線中斷，汽車仍然停在原地。
掛擋
控制變速操縱桿，將擋位掛至1擋，此時變速器與后輪連通，動力可以傳輸。但是離合被踩下，且前后輪被鎖死，動力傳輸路線被中斷，汽車仍然保持靜止狀態。
松手剎
松開手剎后，此時剎車依然被踩着，汽車前后輪鎖死程度被減輕，這是為了下一步運動做准備。但此時離合被踩下，動力人就無法傳輸到后輪上，汽車保持靜止。
半聯動離合
松開離合，進入半聯動狀態，此時變速器借助離合器的摩擦片與發動機的飛輪慢慢貼合，部分動力經離合器傳輸到變速器上，可感受到汽車有輕微抖動。但由於后輪和前輪被剎車控制，完全抱死。所以汽車仍然保持靜止。
松剎車
松開剎車，此時前后輪鎖死狀態被解除，動力傳輸路線打通，發動機的動力可以順着離合器、變速器傳輸到后輪，當驅動力大於地面給的摩擦力時，后輪向前滾動，同時前輪受摩擦力發生滾動，於是汽車開始前進了。
油離配合
汽車緩慢前進后，動力不是很足，因為此時離合器還處在半聯動狀態，是靠摩擦來傳輸驅動力的。因此慢慢松開離合器至全聯動狀態，讓發動機經離合器與變速器完全接觸，發動機動力將被完全輸送給變速器。但是由於這個過程發動機需要克服這個摩擦力，所以應該在離合緩慢抬起的同時，配合着踩下油門，以提高發動機輸出的動力。當發動機經離合器與變速器完全連接，成為一體后，汽車可平穩的前進了，起步完成！
完整過程
離合器
在駕駛過程中，離合器是一個非常關鍵的控制器，無論是起步、換擋、停車都需要及時對離合器控制，切斷發動機動力輸出。這里放一個視頻來加深理解。
其中最主要的還是對離合器行程的理解
- 自由行程(踩下 0 ~ 1/4，摩擦片完全壓住，存在靜摩擦力，主要是防止顛簸造成離合器失控)
- 全聯動行程(踩 1/4 ~ 2/4，摩擦片完全壓住，存在靜摩擦力)
- 半聯動行程(踩 2/4 ~ 3/4，摩擦片貼合，存在滑動摩擦力)
- 空行程(踩 3/4 ~ 4/4，摩擦片完全貼合，該過程不起作用)