BR102016001197B1

BR102016001197B1 - Sistemas de veículo de direção autônoma e método para trocar um estado de direção

Info

Publication number: BR102016001197B1
Application number: BR102016001197-3A
Authority: BR
Inventors: Hiromitsu Urano; Kentaro Ichikawa; Taisuke Sugaiwa; Toshiki Kindo
Original assignee: Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2016-01-19
Publication date: 2021-12-07
Also published as: BR102016001197A2; US11260868B2; CN105807764A; US11845473B2; JP6176264B2; MY188017A; US20230104712A1; KR20160089285A; US20220118978A1; KR101837820B1; RU2016101253A; JP2016132352A; US10654482B2; US11738779B2; US9845096B2; US20160207538A1; CN105807764B; RU2639929C2; US20200238993A1; EP3045369A1

Abstract

sistema de veículo de direção autônoma. a presente invenção refere-se a um sistema que inclui uma unidade de aquisição que adquire uma quantidade de operação ou uma contagem da duração e uma unidade de troca que troca o estado da direção. a unidade de troca troca o estado da direção para o estado da direção cooperativa quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que um limiar de intervenção e menor do que um limiar de partida ou a contagem da duração é igual a ou maior do que um primeiro limiar e menor do que um segundo limiar durante o estado da direção autônoma, troca o estado da direção para o estado da direção autônoma quando a quantidade de operação é menor do que o limiar de intervenção ou a contagem da duração é menor do que o primeiro limiar durante o estado da direção cooperativa e troca o estado da direção para o estado da direção manual quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que o limiar de partida ou a contagem da duração é igual a ou maior do que o segundo limiar.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO 1. CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A presente invenção refere-se a um sistema de veículo de direção autônoma.

2. DESCRIÇÃO DA TÉCNICA RELACIONADA

[002] A Patente US 8527199 descreve um sistema de veículo que executa a direção autônoma de um veículo. O sistema de veículo controla o veículo usando qualquer um de um modo de direção autônoma, um modo de direção autônoma parcial e um modo de direção não autônoma.

[003] Por outro lado, no sistema de veículo da técnica relacionada, é considerado que um motorista executa a troca entre os três modos usando uma chave ou semelhante. Nesse caso, o motorista opera a chave quando a intervenção temporária do motorista é necessária enquanto o veículo é controlado no modo de direção autônoma, e o motorista precisa operar a chave na troca do modo de direção autônoma parcial ou do modo de direção não autônoma para o modo de direção autônoma depois que a intervenção termina. Por essa razão, o motorista pode se sentir sobrecarregado.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[004] A invenção apresenta um sistema de veículo de direção autônoma capaz de reduzir o peso dado ao motorista quando o motorista intervém temporariamente no veículo no estado da direção autônoma.

[005] Um sistema de veículo de direção autônoma de acordo com um aspecto da invenção inclui uma unidade de detecção da informação periférica configurada para detectar a informação periférica do veículo; uma unidade de geração do plano de viagem configurada para gerar um plano de viagem ao longo de uma rota alvo estabelecida antecipadamente em um mapa com base na informação periférica detectada pela unidade de detecção da informação periférica e informação do mapa; uma unidade de aquisição da informação da operação da direção configurada para adquirir a quantidade de operação de uma operação de direção de um motorista relacionada com pelo menos uma de uma operação da direção, uma operação do acelerador e uma operação do freio do veículo ou uma contagem da duração de acordo com a duração da operação da direção e uma unidade de troca do estado da direção configurada para, com base na quantidade da operação ou na contagem da duração, trocar entre um estado da direção autônoma onde a viagem do veículo é controlada usando o plano de viagem, um estado da direção cooperativa onde o veículo pode se movimentar em cooperação com a operação de direção com base no plano da viagem e na quantidade de operação e um estado da direção manual onde a quantidade da operação é refletida na viagem do veículo. A unidade de troca do estado da direção troca o estado da direção para o estado da direção cooperativa quando o estado da direção é o estado da direção autônoma e quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que um valor limiar de determinação da intervenção e menor do que um valor limiar de partida da direção manual ou a contagem da duração é igual a ou maior do que um primeiro valor limiar e menor do que um se-gundo valor limiar, e quando o estado da direção é o estado da direção cooperativa, troca o estado da direção para o estado da direção autônoma quando a quantidade da operação é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção ou a contagem da duração é menor do que o primeiro valor limiar e troca o estado da direção para o estado da direção manual quando a quantidade da operação é igual a ou maior do que o valor limiar de partida da direção manual ou a contagem da duração é igual a ou maior do que o segundo valor limiar.

[006] No sistema de veículo de direção autônoma de acordo com o aspecto da invenção, a direção é trocada para um do estado da direção autônoma, do estado da direção manual e do estado da direção cooperativa com base na quantidade de operação da operação da direção ou na contagem de duração de acordo com a duração da operação da direção. Por exemplo, quando um veículo próximo de um tipo de veículo pesado aparece durante a viagem no estado da direção autônoma, o motorista pode executar uma operação de direção, de modo a se mover em uma posição ligeiramente distanciada do veículo pesado. Nesse caso, quando a quantidade da operação é igual a ou maior do que o valor limiar de determinação da intervenção e menor do que o valor limiar de partida da direção manual ou a contagem da duração é igual a ou maior do que o primeiro valor limiar e menor do que o segundo valor limiar, o estado da direção é trocado para o estado da direção cooperativa pela unidade de troca do estado da direção. Quando o motorista para a operação da direção depois de ter passado o veículo próximo, o estado da direção é trocado para o estado da direção autônoma pela unidade de troca do estado da direção. Por essa razão, o sistema de veículo de direção autônoma pode reduzir a carga dada ao motorista quando o motorista intervém temporariamente no veículo no estado da direção autônoma.

[007] No aspecto acima descrito, quando o volante de direção do veículo gira de acordo com um valor alvo de controle do volante de direção incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção pode adquirir a diferença entre o valor de detecção do estado de rotação do volante de direção do veículo e o valor alvo de controle do volante de direção incluído no plano de viagem como uma quantidade de operação da operação de direção. Alternativamente, quando a posição do pedal do pedal do acelerador do veículo se move de acordo com um valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção pode adquirir a diferença entre o valor de detecção da posição do pedal do pedal do acelerador do veículo e o valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído no plano de viagem como uma quantidade de operação da operação do acelerador. Alternativamente, quando a posição do pedal do pedal do freio do veículo se move de acordo com um valor alvo de controle do pedal do freio incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção pode adquirir a diferença entre o valor de detecção da posição do pedal do pedal do freio do veículo e o valor alvo de controle do pedal do freio incluído no plano de viagem como uma quantidade de operação da operação do freio.

[008] Nesse caso, mesmo quando o volante de direção gira de acordo com o valor alvo de controle ou a posição do pedal do pedal do acelerador ou do pedal do freio se move, a unidade de aquisição da informação da operação da direção pode adquirir a quantidade de operação do motorista.

[009] No aspecto acima descrito, quando o estado de direção é o estado da direção manual, a unidade de troca do estado da direção pode manter o estado da direção no estado da direção manual mesmo quando a quantidade de operação é menor do que o valor limiar de partida da direção manual ou a contagem da duração é menor do que o segundo valor limiar. Nesse caso, o sistema de veículo de direção autônoma não executa a troca para o estado da direção autônoma quando o motorista executa uma operação de direção em uma quantidade de operação suficiente com a intenção de continuar o estado da direção manual ou a operação da direção é suficientemente continuada; portanto, é possível reduzir a carga na troca do estado da direção dada ao motorista que deseja continuar no estado da direção manual.

[010] No aspecto acima descrito, o sistema de veículo de direção autônoma pode ainda incluir uma unidade de entrada configurada para inserir uma operação de solicitação de partida da direção autônoma do motorista, e a unidade de troca do estado da direção pode manter o estado da direção no estado da direção manual até que a operação de solicitação seja inserida na unidade de entrada quando o estado da direção é o estado da direção manual. Nesse caso, o sistema de veículo de dire- ção autônoma não executa a troca para o estado da direção autônoma até que o motorista solicita começar a direção autônoma; portanto, é possível reduzir o fardo na troca do estado da direção dado ao motorista que deseja continuar no estado da direção manual.

[011] No aspecto acima descrito, depois que o estado da direção do veículo é trocado do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa, quando a quantidade da operação é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção, mas é igual a ou maior do que um valor limiar predeterminado, ou a contagem da duração é menor do que o primeiro valor limiar, mas é igual a ou maior do que um terceiro valor limiar, a unidade de troca do estado da direção pode manter o estado da direção no estado da direção cooperativa. Nesse caso, o sistema de veículo de direção autônoma pode evitar a troca frequente do estado da direção quando a quantidade de operação é substancialmente igual ao valor limiar de de-terminação da intervenção ou a contagem da duração é substancialmente igual ao primeiro valor limiar.

[012] No aspecto acima descrito, quando os estados de direção correspondendo com as quantidades de operação de duas ou mais da operação de direção, da operação do acelerador e da operação do freio do veículo são diferentes ou os estados de direção correspondendo com as contagens de duração de duas ou mais da operação de direção, da operação do acelerador e da operação do freio do veículo são diferentes, a unidade de troca do estado da direção pode dar prioridade a manter o estado da direção cooperativa sobre a troca do estado da direção do veículo no estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma e pode dar prioridade a trocar para o estado da direção manual sobre manter o estado da direção do veículo no estado da direção cooperativa.

[013] Nesse caso, por exemplo, quando o motorista executa a operação de direção e a operação do acelerador, e quando o motorista executa a operação da di- reção com a intenção de trocar para o estado da direção manual e executa a operação do acelerador temporária, o sistema de veículo de direção autônoma pode evitar trocar para o estado da direção autônoma com base na liberação da operação do acelerador.

[014] No aspecto acima descrito, quando o estado de direção do veículo é o estado da direção cooperativa, a direção cooperativa pode ser executada usando um valor obtido ponderando a quantidade da operação e o valor alvo de controle com base no plano da viagem, e o peso da ponderação quando a quantidade da operação é igual a ou maior do que um valor limiar de determinação pode ser diferente do peso da ponderação quando a quantidade da operação é menor do que o valor limiar de determinação. Nesse caso, o sistema de veículo de direção autônoma pode mudar o grau de intervenção do sistema no estado da direção cooperativa.

[015] De acordo com o aspecto acima descrito, é possível reduzir o fardo dado ao motorista quando o motorista intervém temporariamente no veículo no estado da direção autônoma.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[016] Aspectos, vantagens e significados técnicos e industriais das modalidades exemplares da invenção serão descritos abaixo com referência aos desenhos acompanhantes, nos quais números iguais representam elementos iguais e nos quais: A figura 1 é um diagrama de blocos mostrando a configuração de um sistema de veículo de direção autônoma de acordo com uma modalidade, A figura 2 é um diagrama de blocos ilustrando uma ECU da figura 1, A figura 3 é um diagrama ilustrando um exemplo da relação entre o torque de uma operação de direção e a transição de um estado de direção de um veículo, A figura 4 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de geração do plano de viagem, A figura 5 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de troca para trocar o estado da direção de um veículo em um estado da direção manual usando o torque da direção, A figura 6 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de troca para trocar o estado da direção de um veículo em um estado da direção autônoma ou um estado da direção cooperativa usando o torque da direção, A figura 7A é um diagrama ilustrando um exemplo da relação entre uma contagem da duração de acordo com uma operação de direção e a transição de um estado da direção, A figura 7B é um diagrama ilustrando um exemplo da relação entre uma contagem da duração de acordo com uma operação de direção e a transição de um estado da direção, A figura 7C é um diagrama ilustrando um exemplo da relação entre uma contagem da duração de acordo com uma operação de direção e a transição de um estado da direção, A figura 8A é um diagrama ilustrando outro exemplo da relação entre uma contagem da duração de acordo com uma operação de direção e a transição de um estado da direção, A figura 8B é um diagrama ilustrando outro exemplo da relação entre uma contagem da duração de acordo com uma operação de direção e a transição de um estado da direção, A figura 8C é um diagrama ilustrando outro exemplo da relação entre uma contagem da duração de acordo com uma operação de direção e a transição de um estado da direção, A figura 9 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de troca para trocar o estado da direção de um veículo no estado da direção manual usando uma contagem de duração de acordo com uma operação da direção, A figura 10 é um fluxograma ilustrando o processamento de definição do valor inicial, A figura 11 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de troca para trocar o estado da direção de um veículo em um estado da direção autônoma ou um estado da direção cooperativa usando uma contagem da duração de acordo com uma operação da direção, A figura 12A é um diagrama ilustrando um exemplo da relação de uma operação da direção e uma operação do freio com a transição do estado de direção de um veículo, A figura 12B é um diagrama ilustrando um exemplo da relação de uma operação da direção e uma operação do freio com a transição do estado de direção de um veículo, A figura 13 é um diagrama ilustrando outro exemplo da relação entre o torque da direção e a transição do estado de direção de um veículo e A figura 14 é um diagrama ilustrando um exemplo da mudança da ponderação no estado da direção cooperativa.

DESCRIÇÃO DETALHADA DAS MODALIDADES

[017] A seguir, uma modalidade da invenção será descrita com referência aos desenhos. Na descrição seguinte, os mesmos elementos ou elementos correspondentes são representados pelos mesmos numerais de referência e a descrição sobreposta será omitida. <PRIMEIRA MODALIDADE>

[018] A figura 1 é um diagrama de blocos mostrando a configuração de um sistema de veículo de direção autônoma 100 de acordo com uma primeira modalidade. A figura 2 é um diagrama de blocos ilustrando uma unidade de controle eletrônico (ECU) 10 no sistema de veículo de direção autônoma 100 da figura 1. Como mos- trado na figura 1, o sistema de veículo de direção autônoma 100 é montado em um veículo V, tal como um carro de passageiros. O sistema de veículo de direção autônoma 100 inclui um sensor externo (unidade de detecção da informação periférica) 1, uma unidade de recepção do sistema de posicionamento global (GPS) 2, um sensor interno 3, um banco de dados do mapa 4, um sistema de navegação 5, um atua- dor 6, uma interface de máquina humana (HMI) 7 e uma ECU 10.

[019] O sensor externo 1 é um dispositivo que detecta uma situação externa como a informação periférica do veículo V. O sensor externo 1 inclui pelo menos um de uma câmera, um radar e uma detecção e variação de imagem de laser (LIDAR).

[020] A câmera é um dispositivo que gera imagem da situação externa do veículo V. A câmera é fornecida, por exemplo, no interior do para-brisa do veículo V. A câmera pode ser uma câmera monocular ou uma câmera estéreo. A câmera estéreo tem, por exemplo, duas unidades de reprodução de imagem que são dispostas de modo a reproduzir uma paralaxe binocular. A informação de reprodução de imagem da câmera estéreo inclui, por exemplo, informação da direção da profundidade. A câmera fornece a informação da reprodução da imagem relacionada com a situação externa do veículo V para a ECU 10. A câmera pode ter duas ou mais unidades de geração de imagem.

[021] O radar detecta um objeto fora do veículo V usando uma onda elétrica (por exemplo, uma onda de rádio). Uma onda elétrica é, por exemplo, uma onda de milímetros. O radar transmite uma onda elétrica para a periferia do veículo V e recebe uma onda elétrica refletida pelo objeto para detectar o objeto. O radar pode liberar, por exemplo, a distância ou a direção para o objeto como a informação do objeto. O radar libera a informação do objeto detectado para a ECU 10. Quando a fusão do sensor (um método de processamento integral de uma pluralidade de tipos de informação do sensor para melhorar a precisão da detecção) é executada em um estágio subsequente, a informação da recepção da onda elétrica refletida pode ser liberada para a ECU 10.

[022] O LIDAR detecta um objeto fora do veículo V usando luz. O LIDAR transmite a luz para a periferia do veículo V e recebe a luz refletida pelo objeto para medir a distância para o ponto de reflexão e para detectar o objeto. O LIDAR pode liberar, por exemplo, a distância ou a direção para o objeto como informação do objeto. O LIDAR libera a informação do objeto detectado para a ECU 10. Quando a fusão do sensor é executada em um estágio subsequente, a informação de recepção da luz refletida pode ser liberada para a ECU 10. O sensor externo 1 não é necessariamente fornecido com uma pluralidade de câmeras, radares ou LIDARs.

[023] A unidade de recepção do GPS 2 recebe sinais de três ou mais satélites de GPS para adquirir a informação posicional indicando a posição do veículo V. A informação posicional inclui, por exemplo, a latitude e a longitude. A unidade de recepção do GPS 2 libera a informação posicional medida do veículo V para a ECU 10. Ao invés da unidade de recepção do GPS 2, outros modos capazes de especificar a latitude e a longitude do veículo V podem ser usados.

[024] O sensor interno 3 é um detector que detecta a informação de acordo com o estado da viagem do veículo V e a informação (informação de operação da direção) de acordo com a operação da direção do motorista do veículo V. O sensor interno 3 inclui pelo menos um de um sensor de velocidade do veículo, um sensor de aceleração e um sensor da taxa de mudança de direção, de modo a detectar a informação de acordo com o estado da viagem do veículo V. Adicionalmente, o sensor interno 3 inclui pelo menos um de um sensor do pedal do acelerador, um sensor do pedal do freio e um sensor de direção, de modo a detectar a informação da operação da direção.

[025] O sensor de velocidade do veículo é um detector que detecta a velocidade do veículo V. Como o sensor de velocidade do veículo, por exemplo, um sensor de velocidade da roda que é fornecido na roda do veículo V ou um eixo de transmis- são girando integralmente com a roda e detecta a velocidade de rotação da roda é usado. O sensor de velocidade do veículo libera a informação da velocidade do veículo (informação da velocidade da roda) incluindo a velocidade do veículo V para a ECU 10.

[026] O sensor de aceleração é um detector que detecta a aceleração do veículo V. O sensor de aceleração inclui, por exemplo, um sensor de aceleração longitudinal que detecta a aceleração longitudinal do veículo V e um sensor de aceleração lateral que detecta a aceleração lateral do veículo V. O sensor de aceleração fornece a informação da aceleração incluindo a aceleração do veículo V para a ECU 10.

[027] O sensor da taxa de mudança de direção é um detector que detecta uma taxa de mudança de direção (velocidade angular da rotação) ao redor de um eixo geométrico vertical do centro de gravidade do veículo V. Como o sensor da taxa de mudança de direção, por exemplo, um sensor giroscópico pode ser usado. O sensor da taxa de mudança de direção fornece a informação da taxa de mudança de direção incluindo a taxa de mudança de direção do veículo V para a ECU 10.

[028] O sensor do pedal do acelerador é, por exemplo, um detector que detecta a quantidade da depressão do pedal do acelerador. A quantidade de depressão do pedal do acelerador é a posição (posição do pedal) do pedal do acelerador com base em uma posição predeterminada. A posição predeterminada pode ser uma posição fixa ou pode ser uma posição alterada por um parâmetro predeterminado. O sensor do pedal do acelerador é fornecido, por exemplo, em uma porção do eixo do pedal do acelerador do veículo V. O sensor do pedal do acelerador fornece a informação da operação de acordo com a quantidade de depressão do pedal do acelerador para a ECU 10. Quando a posição do pedal do pedal do acelerador se move de acordo com um valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído em um plano de viagem descrito abaixo, o sensor do pedal do acelerador detecta uma posição do pedal, na qual ambas a operação do pedal do acelerador e a entrada de controle do sistema são refletidas. Quando a posição do pedal do pedal do acelerador não se move de acordo com um valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído em um plano de viagem descrito abaixo, o sensor do pedal do acelerador detecta a posição do pedal de acordo com a operação do pedal do acelerador.

[029] O sensor do pedal do freio é, por exemplo, um detector que detecta a quantidade de depressão do pedal do freio. A quantidade de depressão do pedal do freio é, por exemplo, a posição (posição do pedal) do pedal do freio com base em uma posição predeterminada. A posição predeterminada pode ser uma posição fixa ou pode ser uma posição alterada por um parâmetro predeterminado. O sensor do pedal do freio é fornecido, por exemplo, em uma porção de um pedal do freio. O sensor do pedal do freio pode detectar a força de operação (a força de depressão no pedal do freio, a pressão de um cilindro mestre ou semelhantes) do pedal do freio. O sensor do pedal do freio libera a informação de operação de acordo com a quantidade da depressão ou a força de operação do pedal do freio para a ECU 10. Quando a posição do pedal do pedal do freio se move de acordo com um valor alvo de controle do pedal do freio incluído em um plano de viagem descrito abaixo, o sensor do pedal do freio detecta a posição do pedal, na qual ambas a operação do pedal do freio e a entrada de controle do sistema são refletidas. Quando a posição do pedal do pedal do freio não se move de acordo com um valor alvo de controle do pedal do freio incluído em um plano de viagem descrito abaixo, o sensor do pedal do freio detecta a posição do pedal de acordo com a operação do pedal do freio.

[030] O sensor de direção é, por exemplo, um detector que detecta o estado de rotação do volante de direção. Um valor de detecção do estado de rotação é, por exemplo, o torque da direção ou o ângulo da direção. O sensor da direção é fornecido, por exemplo, em um eixo de direção do veículo V. O sensor de direção libera a informação incluindo o torque da direção ou o ângulo da direção do volante de dire- ção para a ECU 10. Quando o volante de direção gira de acordo com um valor alvo de controle do volante de direção incluído em um plano de viagem descrito abaixo, o sensor de direção detecta o torque da direção ou o ângulo da direção, no qual ambas a operação da direção e a entrada de controle do sistema são refletidas. Quando o volante de direção não gira de acordo com um valor alvo de controle do volante de direção incluído em um plano de viagem descrito abaixo, o sensor de direção detecta o torque da direção ou o ângulo da direção de acordo com a operação da direção.

[031] O banco de dados do mapa 4 é um banco de dados que inclui informação do mapa. O banco de dados do mapa 4 pode ser formado, por exemplo, em uma unidade de disco rígido (HDD) montada no veículo V. A informação do mapa inclui, por exemplo, a informação posicional das estradas, informação das formas da estrada e informação posicional das interseções e junções. A informação das formas da estrada inclui, por exemplo, classificações das curvas e porções retas, curvaturas das curvas e assim por diante. Adicionalmente, quando o sistema de veículo de direção autônoma 100 usa a informação posicional das estruturas de proteção, tais como prédios ou paredes, ou uma técnica de localização e mapeamento simultâneos (SLAM), um sinal de saída do sensor externo 1 pode ser incluído na informação do mapa. O banco de dados do mapa 4 pode ser armazenado em um computador de uma instalação, tal como um centro de processamento de informação comunicável com o veículo V.

[032] O sistema de navegação 5 é um dispositivo que executa a orientação para um destino estabelecido em um mapa pelo motorista do veículo V para o motorista do veículo V. O sistema de navegação 5 calcula a rota da viagem do veículo V com base na informação posicional do veículo V medida pela unidade de recepção do GPS 2 e a informação do mapa do banco de dados do mapa 4. A rota pode ser, por exemplo, uma rota onde uma pista de viagem do veículo V é especificada em uma seção de múltiplas pistas. O sistema de navegação 5 calcula, por exemplo, uma rota alvo a partir da posição do veículo V para o destino e notifica o motorista da rota alvo pela exibição em uma tela e saída de fala de um alto-falante. O sistema de navegação 5 libera, por exemplo, a informação da rota alvo do veículo V para a ECU 10. O sistema de navegação 5 pode usar a informação armazenada em um computador de uma instalação, tal como um centro de processamento de informação comunicável com o veículo V. Alternativamente, parte do processamento executado pelo sistema de navegação 5 pode ser executada pelo computador da instalação.

[033] O atuador 6 é um dispositivo que executa o controle de viagem do veículo V. O atuador 6 inclui pelo menos um atuador do estrangulador, um atuador do freio e um atuador da direção. O atuador do estrangulador controla a quantidade do abastecimento (abertura do estrangulador) de ar para uma máquina de acordo com um sinal de controle da ECU 10 e controla a força motriz do veículo V. Quando o veículo V é um veículo híbrido ou um veículo elétrico, o atuador do estrangulador não é incluído e um sinal de controle da ECU 10 é inserido em um motor, como uma fonte de força, e a força motriz é controlada.

[034] O atuador do freio controla um sistema de freio de acordo com um sinal de controle da ECU 10 e controla a força motriz fornecida para a roda do veículo V. Como o sistema do freio, por exemplo, um sistema de freio hidráulico pode ser usado. O atuador da direção controla a direção de um motor auxiliar controlando o torque da direção em um sistema de direção de força elétrica de acordo com um sinal de controle da ECU 10. Com isso, o atuador de direção controla o torque da direção do veículo V.

[035] A HMI 7 é uma interface para a saída e a entrada de informação entre um ocupante (incluindo o motorista) do veículo V e o sistema de veículo de direção autônoma 100. A HMI 7 inclui, por exemplo, um painel de exibição para exibir a informação da imagem para o ocupante, um alto-falante para saída de fala e botões de operação ou um painel de toque para uma operação de entrada do ocupante. Como mostrado na figura 2, a HMI 7 inclui uma chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 que é uma unidade de entrada configurada para inserir uma operação de solicitação de partida da partida da direção autônoma pelo ocupante. A chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 pode ser configurada, tal que uma operação de solicitação de fim relacionada com o fim da direção autônoma pode ser inserida pelo ocupante. Se a operação de solicitação relacionada com o início ou o fim da direção autônoma é executada pelo ocupante, a chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 fornece a informação indicando o início da direção autônoma ou o fim da direção autônoma para a ECU 10. A unidade de entrada não é limitada a uma chave e qualquer unidade de entrada pode ser usada, contanto que a informação determinando a intenção do motorista quanto ao início ou fim da direção autônoma possa ser inserida. Por exemplo, a unidade de entrada pode ser um botão de início da direção autônoma e um botão de fim da direção autônoma ou pode ser objetos de chaves ou botões exibidos em uma tela operável pelo motorista. Quando o veículo chega ao destino onde a direção autônoma termina, a HMI 7 notifica o ocupante da chegada ao destino. A HMI 7 pode fornecer a informação para o ocupante usando um terminal de informação portátil conectado em uma maneira sem fio ou pode receber uma operação de entrada do ocupante usando o terminal de informação portátil. Adicionalmente, a HMI 7 pode liberar uma notificação para o ocupante indicando qual dos três estados de um estado da direção autônoma, de um estado de direção cooperativa e de um estado de direção manual o veículo atualmente se encontra.

[036] A ECU 10 mostrada nas figuras 1 e 2 controla a viagem autônoma do veículo V. A ECU 10 é uma unidade de controle eletrônico tendo uma unidade de processamento central (CPU), uma memória de leitura (ROM), uma memória de acesso aleatório (RAM) e assim por diante. A ECU 10 carrega programas armazenados na ROM para a RAM e executa os programas na CPU, dessa forma executando vários tipos de controles. A ECU 10 pode ser constituída de uma pluralidade de unidades de controle eletrônico.

[037] Como mostrado nas figuras 1 e 2, a ECU 10 inclui uma unidade de reco-nhecimento da posição do veículo 11, uma unidade de reconhecimento da situação externa 12, uma unidade de reconhecimento do estado da viagem 13, uma unidade de geração do plano de viagem 14, uma unidade de aquisição da informação da operação da direção 15, uma unidade de troca do estado da direção 16 e uma unidade de controle da viagem 17.

[038] A unidade de reconhecimento da posição do veículo 11 reconhece a posição (a seguir, chamada como “posição do veículo”) do veículo V no mapa com base na informação posicional do veículo V recebida pela unidade de recepção do GPS 2 e a informação do mapa do banco de dados do mapa 4. A unidade de reconhecimento da posição do veículo 11 pode adquirir e reconhecer a posição do veículo usado no sistema de navegação 5 a partir do sistema de navegação 5. Quando a posição do veículo do veículo V pode ser medida por um sensor fornecido no exterior, tal como uma estrada, a unidade de reconhecimento da posição do veículo 11 pode adquirir a posição do veículo a partir do sensor pela comunicação.

[039] A unidade de reconhecimento da situação externa 12 reconhece a situação externa do veículo V com base no resultado da detecção do sensor externo 1. O resultado da detecção inclui, por exemplo, a informação de imagem da câmera, a informação de objeto do radar, a informação do objeto do LIDAR ou semelhantes. A situação externa pode incluir, por exemplo, a posição de uma linha branca ou a posição do centro da pista de uma pista de viagem do veículo V e a largura da estrada e a forma da estrada. Uma forma da estrada pode ser, por exemplo, uma curvatura de uma pista de viagem, uma mudança no gradiente da superfície da estrada efetivo para a estimativa prospectiva do sensor externo 1, ondulação ou semelhantes. A situação externa pode ser uma situação de um objeto, tal como um obstáculo na periferia do veículo V. Uma situação de um objeto inclui, por exemplo, informação para distinguir entre um obstáculo fixo e um obstáculo móvel, a posição de um obstáculo com relação ao veículo V, uma direção de movimento de um obstáculo com relação ao veículo V, a velocidade relativa de um obstáculo com relação ao veículo V ou semelhantes. A unidade de reconhecimento da situação externa 12 pode comparar o resultado da detecção do sensor externo 1 com a informação do mapa e pode corrigir a posição e a direção do veículo V adquiridas pela unidade de recepção do GPS 2 ou semelhante para aumentar a precisão.

[040] A unidade de reconhecimento do estado da viagem 13 reconhece o estado da viagem do veículo V com base no resultado da detecção do sensor interno 3. O resultado da detecção do sensor interno 3 inclui, por exemplo, a informação da velocidade do veículo do sensor de velocidade do veículo, a informação de aceleração do sensor de aceleração, a informação da taxa de mudança de direção do sensor da taxa de mudança de direção e assim por diante. A informação indicando o estado da viagem do veículo V inclui, por exemplo, a velocidade do veículo, a aceleração ou a taxa de mudança de direção.

[041] A unidade de geração do plano de viagem 14 gera uma rota do veículo V com base, por exemplo, na rota alvo calculada pelo sistema de navegação 5, na posição do veículo reconhecida pela unidade de reconhecimento da posição do veículo 11 e na situação externa (incluindo a posição do veículo e a direção) do veículo V reconhecida pela unidade de reconhecimento da situação externa 12. A rota é um local de viagem do veículo V na rota alvo. A unidade de geração do plano de viagem 14 gera a rota, tal que o veículo V se movimenta na rota alvo enquanto satisfazendo as normas, tais como segurança, concordância e eficiência da viagem. Adicionalmente, a unidade de geração do plano de viagem 14 gera a rota do veículo V, de modo a evitar o contato com um objeto com base na situação de um objeto na peri- feria do veículo V.

[042] A rota alvo descrita nesse relatório descritivo inclui uma rota de viagem que é gerada automaticamente com base na situação externa ou na informação do mapa quando a definição de um destino não é executada explicitamente pelo motorista, como uma rota de viagem da estrada em um “dispositivo de assistência de direção” descrito na Patente Japonesa 5382218 (WO2011/158347) ou um “dispositivo de direção autônoma” descrito na Publicação do Pedido de Patente Japonês 2011162132.

[043] A unidade de geração do plano de viagem 14 gera um plano de viagem de acordo com a rota gerada. Isto é, a unidade de geração do plano de viagem 14 gera um plano de viagem de acordo com a rota alvo estabelecida antecipadamente no mapa com base em pelo menos uma das situações externas como a informação periférica do veículo V e a informação do mapa do banco de dados do mapa 4. A unidade de geração do plano de viagem 14 gera um plano de viagem incluindo uma pluralidade de conjuntos tendo dois elementos, os dois elementos compreendendo uma posição alvo p em um sistema de coordenadas fixado no veículo V indicando a rota do veículo V e uma velocidade alvo v na posição alvo. Isto é, a unidade de geração do plano de viagem 14 pode gerar um plano de viagem incluindo uma pluralidade de coordenadas de configuração (p, v). Cada uma de uma pluralidade de posições alvo p tem pelo menos a posição das coordenadas x ou das coordenadas y em um sistema de coordenadas fixado no veículo V, ou informação equivalente à posição das coordenadas x ou das coordenadas y. O plano de viagem pode incluir informação indicando o comportamento do veículo V e não é limitado a um plano incluindo as coordenadas de configuração. Por exemplo, o plano de viagem pode incluir um tempo alvo t, ao invés da velocidade alvo v, como a informação indicando o comportamento do veículo V ou pode incluir o tempo alvo t e a informação relacionada com a direção do veículo V nesse tempo.

[044] Em geral, o plano de viagem é suficiente com dados indicando um plano do tempo atual para o futuro por vários segundos à frente. Entretanto, existe um caso onde os dados indicando um plano até dezenas de segundos à frente é necessário dependendo da situação, tal como uma curva à direita em uma interseção ou passagem do veículo V. Assumindo esse caso, o número de coordenadas de configuração do plano de viagem pode ser variável e a distância entre as coordenadas de configuração pode ser variável. Adicionalmente, uma curva conectando coordenadas de configuração adjacentes pode ser aproximada usando uma função de rasgo ou semelhante, e os parâmetros da curva aproximada podem ser definidos como um plano de viagem. Um método de geração de um plano de viagem pode representar o comportamento do veículo V e um método arbitrário bem conhecido pode ser utilizado, por exemplo.

[045] O plano de viagem inclui, por exemplo, um valor de controle alvo quando o sistema de veículo de direção autônoma 100 executa o controle do veículo. Por exemplo, o plano de viagem pode ser definido como dados indicando mudanças na velocidade do veículo do veículo V, a aceleração/desaceleração, torque da direção do volante de direção e assim por diante quando o veículo V percorre ao longo da rota seguindo a rota alvo. Isto é, o plano de viagem pode incluir um padrão de velocidade do veículo V, um padrão de aceleração/desaceleração e um padrão do torque da direção. Alternativamente, o plano de viagem pode ser definido como dados indicando mudanças no valor alvo de controle do pedal do acelerador e no valor alvo de controle do pedal do freio, ao invés do padrão de velocidade do veículo V e do padrão de aceleração/desaceleração. A unidade de geração do plano de viagem 14 pode gerar um plano de viagem, tal que o tempo de viagem (o tempo exigido até que o veículo V chega ao destino) é o mais curto.

[046] O padrão de velocidade é, por exemplo, os dados tendo uma velocidade alvo do veículo definida em associação com o tempo para cada posição de controle alvo com relação às posições de controle alvo definidas em um intervalo predeterminado (por exemplo, 1 m) em uma rota. O padrão de aceleração/desaceleração é, por exemplo, os dados tendo uma aceleração/desaceleração alvo definida em associação com o tempo para cada posição de controle alvo com relação às posições de controle alvo definidas em um intervalo predeterminado (por exemplo, 1 m) em uma rota. O padrão de direção é, por exemplo, os dados tendo o torque da direção alvo definido em associação com o tempo para cada posição de controle alvo com relação às posições de controle alvo definidas em um intervalo predeterminado (por exemplo, 1 m) em uma rota. Os dados indicando as mudanças no valor alvo de controle do pedal do acelerador e no valor alvo de controle do pedal do freio são, por exemplo, dados tendo a posição do pedal estabelecida em associação com o tempo para cada posição de controle alvo com relação às posições de controle alvo definidas em um intervalo predeterminado (por exemplo, 1 m) em uma rota.

[047] Por exemplo, quando a informação indicando a partida da direção autônoma é adquirida da chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70, a unidade de geração do plano de viagem 14 gera um plano de viagem. A unidade de geração do plano de viagem 14 libera o plano de viagem gerado para a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 e a unidade de controle da viagem 17. Quando a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 não precisa usar o plano de viagem, por exemplo, como descrito abaixo, quando o estado da operação da direção pode ser adquirido somente usando o valor de detecção do sensor interno 3, a unidade de geração do plano de viagem 14 pode não liberar o plano de viagem para a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15.

[048] A unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 adquire a informação da operação da direção, que é a informação de acordo com a operação da direção do motorista, com base no resultado de detecção do sensor interno 3. Por exemplo, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 adquire a quantidade de operação da operação da direção relacionada com pelo menos uma da operação da direção, da operação do acelerador e da operação do freio do veículo V como a informação da operação da direção. A operação da direção é, por exemplo, a operação de rotação do volante de direção pelo motorista. Isto é, a informação da operação da direção relacionada com a operação da direção inclui a quantidade da operação (torque da direção ou o ângulo de direção) do volante de direção. Quando o volante de direção do veículo V gira de acordo com o valor alvo de controle (torque da direção alvo) do volante de direção incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 adquire a diferença entre o valor de detecção do estado da rotação do volante de direção do veículo V detectado pelo sensor de direção e o valor alvo de controle do volante de direção incluído no plano de viagem gerado pela unidade de geração do plano de viagem 14 como a quantidade de operação da operação da direção. Desde que deve ser suficiente que o desvio do valor alvo de controle possa ser detectado, por exemplo, a diferença entre o valor diferencial do valor de detecção do estado da rotação e o valor diferencial do valor alvo de controle pode ser usada. Quando o volante de direção não gira de acordo com o valor alvo de controle do volante de direção incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 adquire o valor de detecção do estado de rotação do volante de direção do veículo V detectado pelo sensor de direção como a quantidade de operação da operação de direção. Em qualquer caso, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode adquirir o valor absoluto da quantidade de operação do motorista. A operação do acelerador é, por exemplo, a operação de depressão do pedal do acelerador pelo motorista. Isto é, a informação da operação da direção relacionada com a operação do acelerador inclui a informação de acordo com a quantidade de operação (quantidade de depressão) do pedal do acelerador. A operação do freio é, por exemplo, a operação de depressão do pedal do freio pelo motorista. Isto é, a informação de operação da direção relacionada com a operação do pedal do freio inclui a informação de acordo com a quantidade da operação (quantidade de depressão) do pedal do freio. Com relação à operação do acelerador e à operação do freio, similar à operação de direção descrita acima, quando a posição do pedal é alterada de acordo com um valor de controle do sistema, a diferença entre o valor de detecção e o valor alvo de controle é calculada e o valor absoluto da quantidade de operação do motorista é adquirido. Isto é, quando a posição do pedal do pedal do acelerador do veículo V se move de acordo com o valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 adquire a diferença entre o valor de detecção da posição do pedal do pedal do acelerador do veículo V e o valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído no plano de viagem como a quantidade de operação da operação do acelerador. O valor alvo de controle do pedal do acelerador pode ser derivado da velocidade do veículo do veículo V, da aceleração/desaceleração ou semelhantes incluído no plano de viagem. Similarmente, quando a posição do pedal do pedal do freio do veículo V se move de acordo com o valor alvo de controle do pedal do freio incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 adquire a diferença entre o valor de detecção da posição do pedal do pedal do freio do veículo V e o valor alvo de controle do pedal do freio incluído no plano de viagem como a quantidade de operação da operação do freio. O valor alvo de controle do pedal do freio pode ser derivado da velocidade do veículo do veículo V, da aceleração/desaceleração ou semelhantes incluído no plano de viagem. A unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 libera a informação da operação da direção para a unidade de troca do estado da direção 16 e a unidade de controle da viagem 17.

[049] A unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado de direção do veículo V com base na informação da operação da direção adquirida pela unidade de aquisição da informação da operação da direção 15. A seguir, um caso onde a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado de direção do veículo V com base na quantidade de operação da operação da direção como um exemplo da operação da direção será descrito.

[050] A figura 3 é um diagrama ilustrando um exemplo da relação entre a quantidade de operação da operação da direção e a transição do estado de direção do veículo V. A figura 3 mostra um caso onde a quantidade da operação da operação da direção é o torque da direção como um exemplo. O eixo geométrico horizontal da figura 3 representa o torque da direção [T] e o eixo geométrico vertical representa o estado da direção. Como mostrado na figura 3, o estado da direção do veículo V inclui três estados do estado da direção autônoma, do estado da direção cooperativa e do estado da direção manual.

[051] O estado da direção autônoma é, por exemplo, o estado onde a viagem do veículo V é controlada usando o plano de viagem. Isto é, o estado da direção autônoma é, por exemplo, o estado onde o motorista não executa a operação da direção e a viagem do veículo V é realizada somente pelo controle do sistema de veículo de direção autônoma 100 no estado onde não existe intervenção do motorista. O estado da direção cooperativa é, por exemplo, o estado da direção onde o veículo V pode se movimentar em cooperação com a operação da direção com base no plano da viagem e a quantidade de operação da operação da direção. Isto é, o estado da direção cooperativa é um estado onde ambos o motorista e o sistema de veículo de direção autônoma 100 podem estar envolvidos na viagem do veículo V e o estado onde o a viagem do veículo V é realizada com base em pelo menos a quantidade de operação da operação da direção do motorista no estado onde a intervenção do sistema é possível. O estado da direção manual é um estado onde a quantidade de operação da operação da direção do motorista é refletida na viagem do veículo V. Isto é, o estado da direção manual é o estado onde a quantidade de operação da operação de direção do motorista é refletida na viagem do veículo V no estado onde a intervenção do sistema não é possível.

[052] A unidade de troca do estado da direção 16 troca entre o estado da direção autônoma, o estado da direção cooperativa e o estado da direção manual com base no torque da direção de acordo com a operação da direção. Quando o torque da direção de acordo com a operação da direção é menor do que um valor limiar de determinação da intervenção T1, o estado da direção do veículo V se torna o estado da direção autônoma. O valor limiar de determinação da intervenção T1 é um valor definido antecipadamente e o valor limiar para determinar a presença ou a ausência da intervenção de operação do motorista. Na primeira modalidade, o valor limiar de determinação da intervenção T1 é um valor limiar que é usado, de modo a determinar a troca do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa. Quando o torque da direção de acordo com a operação da direção é igual a ou maior do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 e menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2, o estado de direção do veículo V se torna o estado da direção cooperativa. O valor limiar de partida da direção manual T2 é um valor definido antecipadamente e o valor limiar para determinar a troca do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual. Quando o torque da direção de acordo com a operação da direção é igual a ou maior do que o valor limiar de partida da direção manual T2, o estado da direção do veículo V se torna o estado da direção manual.

[053] A seguir, a determinação (manutenção ou transição) do estado da direção do veículo V será descrita. Primeiro, a manutenção ou a transição do estado da direção autônoma será descrita. A unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção do veículo V no estado da direção autônoma quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma e quando o torque da direção de acordo com a operação da direção é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1. Com isso, por exemplo, mesmo quando uma operação de direção não planejando a liberação da direção autônoma é detectada, por exemplo, mesmo quando o motorista toca o volante de direção de forma não intencional, ou semelhante, o estado da direção autônoma não é liberado. Por essa razão, a unidade de troca do estado da direção 16 pode evitar a operação da chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 do motorista, de modo a instruir o início da direção autônoma toda vez que o motorista libera a direção autônoma de forma não intencional; portanto, é possível reduzir o fardo dado ao motorista.

[054] A unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção cooperativa quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma e quando o torque da direção de acordo com a operação da direção é igual a ou maior do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 e menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2. Com isso, por exemplo, quando o motorista opera o volante de direção em uma quantidade de operação igual a ou maior do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 e menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2, de modo a intervir no veículo no estado da direção autônoma, o estado da direção do veículo V muda do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa. Por exemplo, quando um veículo próximo de um tipo de veículo pesado aparece durante a viagem no estado da direção autônoma, e quando o motorista executa uma operação de direção, de modo a temporariamente se movimentar em uma posição ligeiramente distanciada do veículo pesado, o estado da direção do veículo V é trocado para o estado da direção cooperativa pela unidade de troca do estado da direção 16. Nesse caso, desde que o veículo V se movimenta com base na operação da direção do motorista no estado onde a intervenção do sistema é possível, o sistema de veículo de direção autônoma 100 pode permitir que o veículo V se movimente em uma posição com base na operação de direção do motorista.

[055] A unidade de troca do estado da direção 16 pode trocar o estado da direção do veículo V para o estado da direção manual quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma e quando o torque da direção de acordo com a operação de direção é igual a ou maior do que o valor limiar de partida da direção manual T2. Isto é, o estado da direção do veículo V pode mudar diretamente do estado da direção autônoma para o estado da direção manual sem passar através do estado da direção cooperativa.

[056] A seguir, a manutenção ou a transição do estado da direção cooperativa será descrita. A unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V do estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa e quando o torque da direção de acordo com a operação de direção é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1. Com isso, por exemplo, quando o motorista executa a operação de direção, tal que o veículo V se movimenta em uma posição ligeiramente distanciada de um veículo pesado como um veículo próximo e o motorista para a operação da direção depois de ter passado o veículo próximo, o estado da direção do veículo V é trocado do estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma pela unidade de troca do estado da direção 16. Dessa maneira, quando a intervenção da operação é temporária, o estado da direção é automatica-mente trocado para o estado da direção autônoma com base no torque da direção de acordo com a operação de direção. Portanto, desde que a unidade de troca do estado da direção 16 pode evitar ter o motorista operando a chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70, de modo a instruir a partida da direção autônoma toda vez que a direção autônoma temporária é liberada, é possível reduzir o fardo dado ao motorista.

[057] A unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção cooperativa quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa e quando o torque da direção de acordo com a operação de direção é mantido igual a ou maior do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 e menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2. Nesse momento, a quantidade de operação total do valor alvo de controle com base no plano da viagem e a quantidade de operação do motorista podem ser refletidas na viagem do veículo V, ou a quantidade de operação total de uma quantidade de operação menor do que o valor alvo de controle com base no plano de viagem e a quantidade de operação do motorista podem ser refletidas na viagem do veículo V. A quantidade da operação menor do que o valor alvo de controle com base no plano da viagem inclui 0. Quando a quantidade da operação menor do que o valor alvo de controle com base no plano da viagem é 0, o torque da direção de acordo com a operação de direção do motorista é refletido na viagem do veículo V no estado onde a intervenção do sistema é possível. A unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa e quando o torque da direção de acordo com a operação de direção é igual a ou maior do que o valor limiar de partida da direção manual T2. Com isso, o torque da direção de acordo com a operação de direção do motorista é refletido na viagem do veículo V no estado onde a intervenção do sistema não é possível.

[058] A seguir, a manutenção ou a transição do estado da direção manual será descrita. Quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção do veículo V no estado da direção manual mesmo quando o torque da direção de acordo com a operação de direção se torna menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2. Nesse caso, quando o motorista executa a operação da direção em uma quantidade de operação suficiente com a intenção de continuar com o estado da direção manual, a troca para o estado da direção autônoma ou o estado da direção cooperativa é limitada subsequentemente, por exemplo, a troca para o estado da direção autônoma ou o estado da direção cooperativa é proibida ou restrita; portanto, é possível eliminar a necessidade do motorista operar a chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70, de modo a instruir o fim da direção autônoma. Por essa razão, é possível reduzir o fardo dado ao motorista.

[059] A unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção manual até que a operação de solicitação de partida da direção autônoma seja inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual. Isto é, mesmo quando o torque da direção se torna menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2, a troca para o estado da direção cooperativa ou o estado da direção autônoma é limitada até que a operação de solicitação de partida da direção autônoma seja inserida. O período durante o qual o estado da direção manual é mantido não é limitado ao período descrito acima e, por exemplo, a unidade de troca do estado da direção 16 pode manter o estado da direção manual em um período determinado antecipadamente. A entrada da operação de solicitação da partida da direção autônoma não é limitada à chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 e modos de entrada conhecidos podem ser usados.

[060] Como descrito acima com referência à figura 3, a transição entre o estado da direção autônoma e o estado da direção cooperativa é determinada comparando o valor limiar de determinação da intervenção T1 com o torque da direção com base na operação de direção e, como indicado por uma seta na figura 3, é uma transição reversível. Embora a transição entre o estado da direção cooperativa e o estado da direção manual seja determinada comparando o valor limiar de partida da direção manual T2 com o torque da direção com base na operação de direção, como indicado pela seta na figura 3, a transição entre o estado da direção cooperativa e o estado da direção manual é uma transição irreversível onde somente a transição do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual é permitida. A unidade de troca do estado da direção 16 libera a informação relacionada com o estado da direção para a unidade de controle da viagem 17.

[061] A unidade de controle da viagem 17 permite que o veículo V se movimente no estado da direção determinado pela unidade de troca do estado da direção 16. Se o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma, a unidade de controle da viagem 17 libera um sinal de controle para o atuador 6 com base no plano da viagem gerado pela unidade de geração do plano de viagem 14 e controla a viagem do veículo V. Se o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa, a unidade de controle da viagem 17 libera um sinal de controle para o atuador 6 com base no plano da viagem gerado pela unidade de geração do plano de viagem 14 e o torque da direção de acordo com a operação de direção adquirida pela unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 e permite que o veículo V se movimente em cooperação com a operação de direção. Se o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual, a unidade de controle da viagem 17 libera um sinal de controle para o atuador 6 com base no torque da direção de acordo com a operação de direção adquirida pela unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 e reflete o torque da direção de acordo com a operação de direção na viagem do veículo V. Com isso, a unidade de controle da viagem 17 realiza os três estados do estado da direção autônoma, do estado da direção cooperativa e do estado da direção manual.

[062] A seguir, o processamento que é executado pelo sistema de veículo de direção autônoma 100 será descrito. A figura 4 é um fluxograma mostrando um exemplo do processamento de geração do plano de viagem. O processamento de controle mostrado na figura 4 é executado, por exemplo, quando a operação de solicitação de partida da direção autônoma é inserida na chave LIGA/DESLIGA da dire- ção autônoma 70.

[063] Como mostrado na figura 4, primeiro, a unidade de reconhecimento da posição do veículo 11 reconhece a posição do veículo a partir da informação posici- onal do veículo V recebida pela unidade de recepção do GPS 2 e a informação do mapa do banco de dados do mapa 4. A unidade de reconhecimento da situação externa 12 reconhece a situação externa do veículo V a partir do resultado de detecção do sensor externo 1. A unidade de reconhecimento do estado da viagem 13 reconhece o estado da viagem do veículo V a partir do resultado de detecção do sensor interno 3 (S1). A unidade de geração do plano de viagem 14 gera o plano de viagem do veículo V a partir da rota alvo do sistema de navegação 5, da posição do veículo, da situação externa do veículo V e do estado de viagem do veículo V (S2). Dessa maneira, o plano de viagem do veículo V é gerado.

[064] A seguir, o processamento de troca do estado da direção do veículo V que é executado pelo sistema de veículo de direção autônoma 100 será descrito. A figura 5 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de troca para trocar o estado da direção do veículo V no estado da direção manual usando o torque da direção de acordo com a operação de direção. O processamento de controle mostrado na figura 5 é executado repetidamente em um ciclo predeterminado quando o veículo V está no estado da direção manual.

[065] Como mostrado na figura 5, primeiro, a unidade de troca do estado da direção 16 determina se a operação de solicitação de partida da direção autônoma é inserida ou não na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual (S10). Quando é determinado que a operação de solicitação de partida da direção autônoma é inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento de determinação (S12) usando o valor limiar de determinação da intervenção T1.

[066] A unidade de troca do estado da direção 16 determina se o torque da direção com base no resultado de detecção do sensor interno 3 é menor ou não do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 como o processamento de determinação usando o valor limiar de determinação da intervenção T1 mostrado em S12. Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado de detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção autônoma (S14). Se o processamento de troca mostrado em S14 termina, o fluxograma mostrado na figura 5 termina. O estado da direção do veículo V muda do estado da direção manual para o estado da direção autônoma e não fica mais no estado da direção manual que é um pré-requisito para o fluxograma mostrado na figura 5; portanto, o processamento para repetir o fluxo- grama mostrado na figura 5 não é executado subsequentemente e o fluxograma mostrado na figura 6 descrita abaixo é iniciado.

[067] Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado de detecção do sensor interno 3 não é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento de determinação (S16) usando o valor limiar de partida da direção manual T2. A unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não o torque da direção com base no resultado de detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2 como o processamento de determinação usando o valor limiar de partida da direção manual T2 mostrado em S16. Quando é determinado que o torque da direção baseado no resultado de detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção cooperativa (S18). Se o processamento de troca mostrado em S18 termina, o fluxograma mostrado na figura 5 termina. O estado da direção do veículo V muda do estado da direção manual para o estado da direção cooperativa e não fica mais no estado da direção manual que é um pré-requisito para o fluxograma mostrado na figura 5; portanto, o processamento para repetir o fluxograma mostrado na figura 5 não é executado subsequentemente e o fluxograma mostrado na figura 6 descrita abaixo é iniciado.

[068] Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 não é menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção manual (S20). Similarmente, quando é determinado que a operação de solicitação de partida da direção autônoma não é inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção manual (S20). Depois, o fluxograma mostrado na figura 5 termina. Desde que o estado da direção não sai do estado da direção manual, o fluxograma mostrado na figura 5 é repetidamente executado subsequentemente.

[069] A seguir, o processamento de troca do estado da direção do veículo V que é executado pelo sistema de veículo de direção autônoma 100 quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma ou o estado da direção cooperativa será descrito. A figura 6 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de troca para trocar o estado da direção do veículo V no estado da direção autônoma ou no estado da direção cooperativa usando o torque da direção. O processamento de controle mostrado na figura 6 é repetidamente executado em um ciclo predeterminado quando o veículo V está no estado da direção autônoma ou no estado da direção cooperativa.

[070] Como mostrado na figura 6, primeiro, a unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 como o processamento de determinação usando o valor limiar de determina- ção da intervenção T1 mostrado em S32. Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a unidade de troca do estado da direção 16 determina o estado da direção do veículo V como sendo o estado da direção autônoma (S34). Isto é, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção autônoma quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma, e troca o estado da direção para o estado da direção autônoma quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa. Se o processamento mostrado em S34 termina, o fluxograma mostrado na figura 6 termina. Desde que o estado da direção do veículo V não muda para o estado da direção manual, o fluxograma mostrado na figura 6 é repetidamente executado subsequen-temente.

[071] Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 não é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento de determinação (S36) usando o valor limiar de partida da direção manual T2. A unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2 como o processamento de determinação usando o valor limiar de partida da direção manual T2 mostrado em S36. Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2, a unidade de troca do estado da direção 16 determina o estado da direção do veículo V como sendo o estado da direção cooperativa (S38). Isto é, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção para o estado da direção cooperativa quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma e mantém o estado da direção cooperativa quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção co- operativa. Se o processamento mostrado em S38 termina, o fluxograma mostrado na figura 6 termina. Desde que o estado da direção do veículo V não muda para o estado da direção manual, o fluxograma mostrado na figura 6 é repetidamente executado subsequentemente.

[072] Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado de detecção do sensor interno 3 não é menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção para o estado da direção manual (S40). Depois, o fluxograma mostrado na figura 6 termina. O estado da direção do veículo V muda do estado da direção autônoma ou do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual e não fica mais no estado da direção autônoma ou no estado da direção cooperativa que é um pré-requisito para o fluxograma mostrado na figura 6; portanto, o fluxograma mostrado na figura 6 não é repetidamente executado subsequentemente e o fluxograma mostrado na figura 5 é iniciado.

[073] Como mostrado nas figuras 5 e 6, o estado da direção autônoma, o estado da direção cooperativa e o estado da direção manual são trocados com base no torque da direção de acordo com a operação de direção pela unidade de troca do estado da direção 16. Nas figuras 5 e 6, embora um caso onde, quando o estado da direção é o estado da direção autônoma e o estado da direção cooperativa, a operação de solicitação do fim da direção autônoma é inserida depois que a operação de solicitação da partida da direção autônoma é inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 não seja mostrado, nesse caso, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento para trocar do estado da direção autônoma e do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual.

[074] Na descrição acima, embora o caso onde a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V com base na quantidade de operação (torque da direção) da operação de direção como um exemplo da opera- ção de direção tenha sido descrito, o torque da direção pode ser substituído por um ângulo de direção, ou pode ser substituído pela quantidade de depressão (posição do pedal) do pedal do acelerador ou do pedal do freio. Isto é, a unidade de troca do estado da direção 16 pode trocar o estado da direção do veículo V com base no ângulo da direção da operação de direção ou pode trocar o estado da direção do veículo V com base na quantidade de depressão do pedal do acelerador ou do pedal do freio.

[075] No sistema de veículo de direção autônoma 100 de acordo com a primeira modalidade, o estado da direção do veículo V é trocado para um do estado da direção autônoma, do estado da direção manual e do estado da direção cooperativa com base na quantidade de operação da operação de direção. Por exemplo, quando um veículo próximo de um tipo de veículo pesado aparece durante a viagem no estado da direção autônoma, o estado da direção do veículo V é trocado para o estado da direção cooperativa pela unidade de troca do estado da direção 16 quando o motorista executa a operação de direção, tal que o veículo se movimenta em uma posição ligeiramente distanciada do veículo pesado e quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 e menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2. Quando o motorista para a operação da direção depois de ter passado o veículo próximo, o estado da direção do veículo V é trocado para o estado da direção autônoma pela unidade de troca do estado da direção 16. Por essa razão, o sistema de veículo de direção autônoma 100 pode reduzir o fardo dado ao motorista quando o motorista intervém temporariamente no veículo V no estado da direção autônoma.

[076] No sistema de veículo de direção autônoma 100 de acordo com a primeira modalidade, quando o volante de direção do veículo V gira de acordo com o valor alvo de controle do volante de direção incluído no plano da viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode adquirir a diferença entre o valor de detecção do estado de rotação do volante de direção do veículo V e o valor alvo de controle do volante de direção incluído no plano de viagem como a quantidade de operação da operação de direção. Quando a posição do pedal do pedal do acelerador do veículo V se move de acordo com o valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode adquirir a diferença entre o valor de detecção da posição do pedal do pedal do acelerador do veículo V e o valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído no plano de viagem como a quantidade de operação da operação do acelerador. Quando a posição do pedal do pedal do freio do veículo V se move de acordo com o valor alvo de controle do pedal do freio incluído no plano de viagem, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode adquirir a diferença entre o valor de detecção da posição do pedal do pedal do freio do veículo V e o valor alvo de controle do pedal do freio incluído no plano de viagem como a quantidade de operação da operação do freio. Isto é, mesmo quando o volante de direção gira de acordo com o valor alvo de controle ou a posição do pedal do pedal do acelerador ou do pedal do freio se move, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode adquirir a quantidade de operação do motorista. Em outras palavras, mesmo quando o sistema opera a unidade de operação do motorista, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode adquirir a quantidade de operação da operação de direção do motorista para a unidade de operação.

[077] No sistema de veículo de direção autônoma 100 de acordo com a primeira modalidade, quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual, a unidade de troca do estado da direção 16 pode manter o estado da direção no estado da direção manual mesmo quando a quantidade de operação é menor do que o valor limiar de partida da direção manual. O sistema de veículo de direção autônoma 100 não executa a troca para o estado da direção autônoma quando o moto- rista executa a operação de direção em uma quantidade de operação suficiente com a intenção de continuar com o estado da direção manual ou a operação da direção é suficientemente continuada; portanto, é possível reduzir o fardo na troca do estado da direção dada para o motorista que deseja continuar o estado da direção manual.

[078] O sistema de veículo de direção autônoma 100 de acordo com a primeira modalidade ainda inclui a chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 que é fornecida para inserir a operação de solicitação de partida da direção autônoma do motorista e a unidade de troca do estado da direção 16 pode manter o estado da direção do veículo V no estado da direção manual até que a operação de solicitação seja inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual. Dessa forma, o sistema de veículo de direção autônoma 100 não executa a troca para o estado da direção autônoma até que exista uma solicitação de partida da direção autônoma pelo motorista; portanto, é possível reduzir o fardo na troca do estado da direção dado para o moto-rista que deseja continuar no estado da direção manual. <SEGUNDA MODALIDADE>

[079] A seguir, um sistema de veículo de direção autônoma de acordo com uma segunda modalidade será descrito. Na descrição dessa modalidade, a descrição da mesma configuração e processamento como na primeira modalidade não será repetida e a diferença da primeira modalidade será descrita.

[080] O sistema de veículo de direção autônoma de acordo com essa modalidade tem a mesma configuração que o sistema de veículo de direção autônoma 100 de acordo com a primeira modalidade e somente as funções da unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 e da unidade de troca do estado da direção 16 da ECU 10 são diferentes.

[081] A unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 adquire uma contagem da duração de acordo com a duração da operação de direção do motorista relacionada com pelo menos uma da operação da direção, da operação do acelerador e da operação do freio do veículo V como a informação de operação da direção. A duração da operação da direção é o tempo quando uma quantidade de operação igual a ou maior do que um valor limiar predeterminado continua. Por exemplo, quando a operação de direção do motorista é a operação de direção, a duração da operação da direção é o tempo quando a entrada do torque da direção igual a ou maior do que um valor limiar predeterminado continua. Por exemplo, quando a operação da direção do motorista é a operação do acelerador ou a operação do freio, a duração da operação do acelerador ou da operação do freio é o tempo quando uma quantidade de depressão do pedal igual a ou maior do que um valor limiar predeterminado continua. O valor limiar predeterminado é um valor definido antecipadamente e um valor limiar para determinar a presença ou a ausência da intervenção da operação do motorista. Por exemplo, como o valor limiar predeterminado, o valor limiar de determinação da intervenção T1 descrito na primeira modalidade pode ser usado. Adicionalmente, o valor limiar predeterminado é definido para cada uma da operação de direção, da operação do acelerador e da operação do freio. A contagem da duração é um valor contado de acordo com a duração da operação de direção. A contagem da duração tem um maior valor, por exemplo, à medida que a duração da operação de direção aumenta. Um método de cálculo da contagem da duração será descrito abaixo. Quando a operação da direção é interrompida, o estado onde o torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado não é inserido ocorre. Nesse caso, a contagem da duração é restaurada. A unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 libera a contagem da duração medida para a unidade de troca do estado da direção 16.

[082] A unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V com base na contagem da duração adquirida pela unidade de aquisição da informação da operação da direção 15. A seguir, um caso onde a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V com base na contagem da duração da operação de direção como um exemplo da operação de direção será descrito.

[083] As figuras 7A a 7C são diagramas ilustrando um exemplo da relação entre a contagem da duração de acordo com a operação da direção e a transição do estado da direção do veículo V. O eixo geométrico horizontal mostrado na figura 7A representa uma contagem da duração (s) e o eixo geométrico vertical representa o estado da direção. Como mostrado na figura 7A, o estado da direção do veículo V inclui três estados do estado da direção autônoma, do estado da direção cooperativa e do estado da direção manual. Os conteúdos dos estados de direção são os mesmos que esses na primeira modalidade.

[084] A unidade de troca do estado da direção 16 troca entre o estado da direção autônoma, o estado da direção cooperativa e o estado da direção manual com base na contagem da duração de acordo com a operação de direção. Quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é menor do que um primeiro valor limiar K1, o estado da direção do veículo V se torna o estado da direção autônoma. O primeiro valor limiar K1 é um valor definido antecipadamente e um valor limiar que é usado de modo a determinar a troca do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa. Quando a contagem da duração de acordo com a operação de direção é igual a ou maior do que o primeiro valor limiar K1 e menor do que um segundo valor limiar K2, o estado da direção do veículo V se torna o estado da direção cooperativa. O segundo valor limiar K2 é um valor definido antecipadamente, e um valor limiar para determinar a troca do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual. Quando a contagem da duração de acordo com a operação de direção é igual a ou maior do que o segundo valor limiar K2, o estado da direção do veículo V se torna o estado da direção manual.

[085] A seguir, a determinação (manutenção ou transição) do estado da dire- ção do veículo V será descrita. Primeiro, a manutenção ou a transição do estado da direção autônoma será descrita. A unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção do veículo V no estado da direção autônoma quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma e quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é menor do que o primeiro valor limiar K1. Com isso, por exemplo, mesmo quando a operação da direção não planejando a liberação da direção autônoma é detectada, por exemplo, mesmo quando o motorista toca o volante de direção de forma não intencional por um período predeterminado, ou semelhante, o estado da direção autônoma não é liberado. Por essa razão, a unidade de troca do estado da direção 16 pode evitar a operação da chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 pelo motorista, de modo a instruir a partida da direção autônoma toda vez que o motorista libera a direção autônoma de forma não intencional; portanto, é possível reduzir o fardo dado ao motorista.

[086] A unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção cooperativa quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma e quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é igual a ou maior do que o primeiro valor limiar K1 e menor do que o segundo valor limiar K2. Com isso, por exemplo, quando o motorista opera o volante de direção com a contagem da duração igual a ou maior do que o primeiro valor limiar K1 e menor do que o segundo valor limiar K2, de modo a intervir no veículo V no estado da direção autônoma, o estado da direção do veículo V muda do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa. Por exemplo, quando o veículo próximo de um tipo de veículo pesado aparece durante a viagem no estado da direção autônoma, e quando o motorista executa a operação da direção por um período predeterminado, tal que o veículo temporariamente se movimenta em uma posição ligeiramente distanciada do veículo pesado, o estado de direção do veículo V é trocado para o estado da direção cooperativa pela unidade de troca do estado da direção 16. Nesse caso, o veículo V se movimenta com base na quantidade da operação da direção do motorista no estado onde a intervenção do sistema é possível; portanto, é possível permitir que o veículo V se movimente em uma posição com base na operação da direção do motorista.

[087] A unidade de troca do estado da direção 16 pode trocar o estado da direção do veículo V para o estado da direção manual quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma, e quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é igual a ou maior do que o segundo valor limiar K2. Isto é, o estado da direção do veículo V pode mudar diretamente do estado da direção autônoma para o estado da direção manual sem passar através do estado da direção cooperativa.

[088] A seguir, a manutenção ou a transição do estado da direção cooperativa será descrita. A unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V do estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa e quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é menor do que o primeiro valor limiar K1. Com isso, por exemplo, quando o motorista executa a operação da direção, tal que o veículo se movimenta em uma posição ligeiramente distanciada de um veículo pesado como um veículo próximo e o motorista para a operação da direção depois de ter passado o veículo próximo, o estado da direção do veículo V é trocado do estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma pela unidade de troca do estado da direção 16. Dessa maneira, quando a intervenção da operação é temporária, o estado da direção é automaticamente trocado para o estado da direção autônoma com base na contagem da duração de acordo com a operação da direção. Portanto, desde que a unidade de troca do estado da direção 16 pode evitar a operação da chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 do motorista, de modo a instruir a partida da direção autônoma toda vez que a dire- ção autônoma temporária é liberada, a unidade de troca do estado da direção 16 pode reduzir o fardo dado ao motorista.

[089] A unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção cooperativa quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa, e quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é mantida igual a ou maior do que o primeiro valor limiar K1 e menor do que o segundo valor limiar K2. Depois, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa e quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é igual a ou maior do que o segundo valor limiar K2. Com isso, a quantidade de operação da operação de direção do motorista é refletida na viagem do veículo V no estado onde a intervenção do sistema não é possível.

[090] A seguir, a manutenção ou a transição do estado da direção manual será descrita. A unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção no estado da direção manual quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual, e quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é menor do que o segundo valor limiar K2. Nesse caso, quando o motorista executa a operação da direção por um longo período com a intenção de continuar o estado da direção manual, a troca para o estado da direção autônoma ou o estado da direção cooperativa é limitada subsequentemente, por exemplo, a troca para o estado da direção autônoma ou o estado da direção cooperativa é proibida ou restrita; portanto, é possível eliminar a necessidade do motorista operar a chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70, de modo a instruir o fim da direção autônoma. Por essa razão, é possível reduzir o fardo dado ao motorista.

[091] A unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção manual até que a operação de solicitação de partida da direção autônoma seja inse- rida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual. Isto é, mesmo quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é menor do que o segundo valor limiar K2, a transição para o estado da direção cooperativa ou o estado da direção autônoma é limitada até que a operação de solicitação de partida da direção autônoma seja inserida. O período durante o qual o estado da direção manual continua não é limitado a isso e, por exemplo, a unidade de troca do estado da direção 16 pode manter a direção manual por um período determinado antecipadamente. A entrada da operação de solicitação de partida da direção autônoma não é limitada a chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 e modos de entrada conhecidos podem ser usados.

[092] Como descrito acima com referência à figura 7A, a transição entre o estado da direção autônoma e o estado da direção cooperativa é determinada comparando o primeiro valor limiar K1 com a contagem da duração com base na operação da direção e é uma transição reversível. Embora a transição entre o estado da direção cooperativa e o estado da direção manual seja determinada comparando o segundo valor limiar K2 com a contagem da duração com base na operação da direção, a transição entre o estado da direção cooperativa e o estado da direção manual é uma transição irreversível onde somente a transição do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual é permitida.

[093] A seguir, o processamento adicional da contagem da duração de acordo com a operação da direção será descrito. O processamento adicional da contagem da duração de acordo com a operação da direção é o processamento usando uma função de incremento geralmente conhecida. Por exemplo, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento de incremento para definir o valor inicial da contagem da duração de acordo com a operação da direção e adicionar o tempo de processamento da CPU no valor inicial ou valor prévio da contagem da duração em cada ciclo de processamento da CPU na ECU 10. A unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não o torque da direção igual a ou maior do que um valor limiar predeterminado é inserido e, quando o torque da direção é inserido, executa o processamento adicional. O processamento adicional será descrito com referência à figura 7A. A figura 7A mostra um caso onde o processamento adicional é executado no estado da direção autônoma. Um ponto esboçado da figura 7A, representado por um círculo, indica a contagem da duração atual de acordo com a operação da direção em um dado ponto no tempo. Isto é, na figura 7A, o torque da direção igual a ou maior do que um valor limiar predeterminado é inserido e a contagem da duração de acordo com a operação da direção é aumentada pelo processamento de adição. Quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é menor do que o primeiro valor limiar K1, o estado da direção do veículo V é mantido no estado da direção autônoma, e quando a contagem da duração de acordo com a operação da direção é igual a ou maior do que o primeiro valor limiar K1, o estado da direção do veículo V é trocado do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa. Dessa maneira, a contagem da duração de acordo com a operação da direção é aumentada pelo processamento adicional e o estado da direção do veículo V é trocado.

[094] Em relação ao processamento do incremento, o processamento do incremento para integrar um coeficiente predeterminado no tempo de processamento da CPU e adicionar o valor integrado ao valor prévio da contagem da duração de acordo com a operação da direção pode ser executado. Adicionalmente, o coeficiente predeterminado pode ser um valor cumulativo do torque da direção inserido pelo motorista igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado do motorista. Nesse caso, a taxa de aumento da contagem da duração de acordo com a operação da direção pode ser ajustada pela quantidade de operação de acordo com a operação da direção; portanto, o motorista pode trocar o estado da direção imediatamente pa- ra o estado da direção manual.

[095] A seguir, o processamento da contagem da duração de acordo com a operação da direção quando um torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado não é mais inserido será descrito. Quando um torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado não é mais inserido, a unidade de troca do estado da direção 16 restaura a contagem da duração de acordo com a operação da direção para 0. Esse processamento será descrito com referência às figuras 7B e 7C. A figura 7B mostra um caso onde um torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado não é mais inserido depois da contagem da duração mostrada na figura 7A. Nesse caso, a contagem da duração de acordo com a operação da direção é restaurada para 0 e o estado da direção é trocado para o estado da direção autônoma. A seguir, quando um torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado é inserido, como mostrado na figura 7C, a contagem da duração é contada a partir de 0.

[096] A unidade de troca do estado da direção 16 pode restaurar a contagem da duração para 0 e pode armazenar o valor prévio da contagem da duração de acordo com a operação da direção em uma unidade de armazenamento, por exemplo, uma memória, quando a operação da direção é interrompida, e pode definir o valor prévio armazenado como o valor inicial da contagem da duração de acordo com a operação da direção quando a operação da direção é retomada. Isto é, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode interromper a contagem da contagem da duração de acordo com a operação da direção quando a operação da direção é interrompida. Alternativamente, quando a operação da direção é interrompida, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode armazenar o valor prévio da contagem da duração de acordo com a operação de direção na unidade de armazenamento, pode subtrair o valor prévio armazenado na unidade de armazenamento de acordo com o lapso de tempo e pode definir o valor prévio subtraído como o valor inicial da contagem da duração de acordo com a operação da direção. Isto é, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode mudar e definir o valor inicial da contagem da duração. Esse processamento de definição pode usar uma função de decremento geralmente conhecida. Por exemplo, o processamento do decremento para subtrair o tempo de processamento da CPU do valor prévio da contagem da duração armazenado na unidade de armazenamento em cada ciclo de processamento da CPU na ECU 10 é executado. Quando o valor prévio da contagem da duração é 0, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 não executa o processamento de de- cremento. A unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode executar o processamento de decremento para integrar um coeficiente predeterminado ao tempo de processamento da CPU e subtrair o valor integrado do valor prévio da contagem da duração. Com essa configuração, é possível ajustar a taxa de diminuição do valor inicial da contagem da duração.

[097] As figuras 8A a 8C são diagramas ilustrando outro exemplo da relação entre a contagem da duração da operação da direção e a transição do estado da direção do veículo V. O eixo geométrico horizontal mostrado na figura 8A representa uma contagem da duração (s) e o eixo geométrico vertical representa o estado da direção do veículo V. Similar à figura 7A, a figura 8A mostra o caso onde o processamento adicional é executado no estado da direção autônoma. A figura 8B mostra um valor inicial de uma contagem da duração (contagem da duração inicial) armazenado na unidade de armazenamento quando um torque da direção igual a ou maior do que um valor limiar predeterminado não é inserido na contagem da duração mos-trada na figura 8A. A figura 8C mostra uma contagem da duração quando um torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado é inserido depois da figura 8B. Se um torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado continua a ser inserido, como mostrado na figura 8A, a contagem da du- ração é incrementada e o estado da direção do veículo V é trocado do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa. A seguir, quando um torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado não é mais inserido, a contagem da duração é restaurada para 0, o estado da direção é trocado para o estado da direção autônoma e, como mostrado na figura 8B, a contagem da duração inicial para ser o valor inicial armazenado é incrementada. A seguir, quando um torque da direção igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado é inserido, como mostrado na figura 8C, o valor prévio subtraído é definido como um valor inicial, o incremento da contagem da duração é retomado e o estado da direção do veículo V é trocado do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa. Dessa maneira, a contagem da duração pode ser interrompida temporariamente. Depois que a contagem da duração é restaurada, o processamento do incremento é retomado usando o valor prévio e a contagem da duração na qual a intenção do motorista para o tempo prévio é refletida pode ser usada; portanto, é possível reduzir o tempo até que o estado da direção seja trocado para o estado da direção manual comparado com o caso onde a contagem da duração é restaurada para 0.

[098] A seguir, o processamento de troca do estado da direção do veículo V que é executado pelo sistema de veículo de direção autônoma 100 será descrito. A figura 9 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de troca para trocar o estado da direção do veículo V no estado da direção manual usando a contagem da duração da operação da direção. O processamento de controle mostrado na figura 9 é executado repetidamente em um ciclo predeterminado quando o veículo V está no estado da direção manual.

[099] Como mostrado na figura 9, primeiro, a unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não a operação de solicitação de partida da direção autônoma é inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção manual (S44). Quando é determinado que a operação de solicitação de partida da direção autônoma é inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento de determinação (S46) usando o valor limiar de determinação da intervenção T1.

[0100] A unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não a quantidade de operação (torque da direção) com base no resultado de detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 como o processamento de determinação usando o valor limiar de determinação da intervenção T1 mostrado em S46. Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 não é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a unidade de troca do estado da direção 16 muda para o processamento de adição (S48) da contagem da duração.

[0101] A unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento para aumentar a contagem da duração da operação da direção como o processamento de adição mostrado em S48. A seguir, a unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não a contagem da duração da operação da direção é menor do que o primeiro valor limiar K1 como o processamento de determinação usando o primeiro valor limiar K1 mostrado em S52. Quando é determinado que a contagem da duração da operação de direção é menor do que o primeiro valor limiar K1, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção para o estado da direção autônoma (S54). Se o processamento mostrado em S54 termina, o fluxo- grama mostrado na figura 9 termina. O estado da direção do veículo V muda do estado da direção manual para o estado da direção autônoma e não fica mais no estado da direção manual que é um pré-requisito para o fluxograma mostrado na figura 9; portanto, o processamento para repetir o fluxograma mostrado na figura 9 não é executado subsequentemente e o fluxograma mostrado na figura 11 descrita abaixo é iniciado.

[0102] Quando é determinado que a contagem da duração da operação da direção não é menor do que o primeiro valor limiar K1, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento de determinação (S56) usando o segundo valor limiar K2. A unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não a contagem da duração da operação da direção é menor do que o segundo valor limiar K2 como o processamento de determinação usando o segundo valor limiar K2 mostrado em S56. Quando é determinado que a contagem da duração da operação da direção é menor do que o segundo valor limiar K2, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção cooperativa (S58). Se o processamento de troca mostrado em S58 termina, o fluxograma mos-trado na figura 9 termina. O estado da direção do veículo V muda do estado da direção manual para o estado da direção cooperativa e não fica mais no estado da direção manual que é um pré-requisito para o fluxograma mostrado na figura 9; portanto, o processamento para repetir o fluxograma mostrado na figura 9 não é executado subsequentemente e o fluxograma mostrado na figura 11 descrita abaixo é iniciado.

[0103] Quando é determinado que a contagem da duração da operação da direção não é menor do que o segundo valor limiar K2, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção manual (S60). Similarmente, quando é determinado que a operação de solicitação de partida da direção autônoma não é inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção manual (S60). Depois, o fluxo- grama mostrado na figura 9 termina. Desde que o estado da direção do veículo V não sai do estado da direção manual, o fluxograma mostrado na figura 9 é repetidamente executado subsequentemente.

[0104] Em S46, quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a unidade de troca do estado da direção 16 muda para o processamento de definição do valor inicial (S50). No processamento de S50, como o valor inicial da contagem da duração, 0, o valor armazenado prévio, ou o valor prévio subtraído é inserido.

[0105] Aqui, o caso onde o valor inicial da contagem da duração é alterado será descrito em detalhes. A figura 10 é um fluxograma mostrando o processamento de definição do valor inicial de S50. Como mostrado na figura 10, primeiro, a unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não a contagem da duração atual é 0 (S500). Quando é determinado que a contagem da duração é 0, a unidade de troca do estado da direção 16 termina o fluxograma mostrado na figura 10. Quando é determinado que a contagem da duração não é 0, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento de leitura (S502) da contagem da duração inicial.

[0106] A unidade de troca do estado da direção 16 lê a contagem da duração inicial armazenada na unidade de armazenamento como o processamento de leitura da contagem da duração inicial mostrada em S502. Quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a contagem da duração inicial armazenada na unidade de armazenamento é atualizada pela unidade de troca do estado da direção 16 com a contagem da duração armazenada na unidade de armazenamento como o valor inicial. Dessa forma, o primeiro tempo do processamento de leitura mostrado em S502 se torna o processamento para a leitura, como a contagem da duração inicial, a contagem da duração quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1. Depois, o processamento de leitura subsequente que é continuado até que é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é igual a ou maior do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 se torna o processamento de leitura para ler a contagem da duração inicial atualizada (isto é, o valor prévio da contagem da duração inicial) como a contagem da duração inicial. Se o processamento de leitura da contagem da duração inicial é completado, a unidade de troca do estado da direção 16 muda para o processamento de subtração (S504) da contagem da duração inicial.

[0107] A unidade de troca do estado da direção 16 diminui a contagem da duração inicial lida pelo processamento de S502 como o processamento de subtração da contagem da duração inicial mostrado em S504. Se o processamento da subtração da contagem da duração inicial é completado, a unidade de troca do estado da direção 16 muda para o processamento de gravação (S506) da contagem da duração inicial.

[0108] A unidade de troca do estado da direção 16 armazena a contagem da duração inicial subtraída pelo processamento de S504 na unidade de armazenamento como o processamento de gravação da contagem da duração inicial mostrado em S506. Se o processamento de gravação da contagem da duração inicial é completado, a unidade de troca do estado da direção 16 termina o fluxograma mostrado na figura 10.

[0109] Como descrito acima, o fluxograma mostrado na figura 10 é executado, por meio disso a contagem da duração inicial é armazenada e definida como o valor inicial da contagem da duração no momento de retorno da operação da direção sendo interrompida.

[0110] De volta para o fluxograma da figura 9, se o processamento de S50 termina, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção autônoma (S54). Depois, se o processamento mostrado em S54 termina, o fluxograma mostrado na figura 9 termina. O estado da direção do veículo V muda do estado da direção manual para o estado da direção autônoma e não fica mais no estado da direção manual que é um pré-requisito para o fluxograma mostrado na figura 9; portanto, o processamento para repetir o fluxo- grama mostrado na figura 9 não é executado subsequentemente e o fluxograma mostrado na figura 11 descrita abaixo é iniciado.

[0111] A seguir, o processamento de troca do estado da direção do veículo V que é executado pelo sistema de veículo de direção autônoma 100 quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma ou o estado da direção cooperativa será descrito. A figura 11 é um fluxograma ilustrando um exemplo do processamento de troca para trocar o estado da direção do veículo V no estado da direção autônoma ou no estado da direção cooperativa usando a contagem da duração da operação da direção. O processamento de controle mostrado na figura 11 é repetidamente executado em um ciclo predeterminado quando o veículo V está no estado da direção autônoma ou no estado da direção cooperativa.

[0112] Como mostrado na figura 11, primeiro, a unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não a quantidade da operação (torque) com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 como o processamento de determinação usando o valor limiar de determinação da intervenção T1 mostrado em S66. Quando é determinado que o torque baseado no resultado da detecção do sensor interno 3 não é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a unidade de troca do estado da direção 16 muda para o processamento de adição (S68) da contagem da duração.

[0113] A unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento para aumentar a contagem da duração como o processamento de adição mostrado em S68. A seguir, a unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não a contagem da duração é menor do que o primeiro valor limiar K1 como o processamento de determinação usando o primeiro valor limiar K1 mostrado em S72. Quando é determinado que a contagem da duração é menor do que o primeiro valor limiar K1, a unidade de troca do estado da direção 16 determina o estado da direção do veículo V como sendo o estado da direção autônoma (S74). Isto é, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção autônoma quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma e troca o estado da direção para o estado da direção autônoma quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa. Se o processamento mostrado em S74 termina, o fluxograma mostrado na figura 11 termina. Desde que o estado da direção do veículo V não muda para o estado da direção manual, o fluxograma mostrado na figura 11 é repetidamente executado subsequentemente.

[0114] Quando é determinado que a contagem da duração não é menor do que o primeiro valor limiar K1, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento de determinação (S76) usando o segundo valor limiar K2. A unidade de troca do estado da direção 16 determina se ou não a contagem da duração é menor do que o segundo valor limiar K2 como o processamento de determinação usando o segundo valor limiar K2 mostrado em S76. Quando é determinado que a contagem da duração é menor do que o segundo valor limiar K2, a unidade de troca do estado da direção 16 determina o estado da direção do veículo V como sendo o estado da direção cooperativa (S78). Isto é, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção para o estado da direção cooperativa quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma e mantém o estado da direção cooperativa quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa. Se o processamento mostrado em S78 termina, o fluxograma mostrado na figura 11 termina. Desde que o estado da direção não muda para o estado da direção manual, o fluxograma mostrado na figura 11 é repetidamente executado subsequentemente.

[0115] Quando é determinado que a contagem da duração não é menor do que o segundo valor limiar K2, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção para o estado da direção manual (S80). Depois, o fluxograma mostrado na figura 11 termina. O estado da direção do veículo V muda do estado da direção autônoma ou do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual e não fica mais no estado da direção autônoma ou no estado da direção cooperativa que é um pré-requisito para o fluxograma mostrado na figura 11; portanto, o processamento para repetir o fluxograma mostrado na figura 11 não é executado subsequentemente e o fluxograma mostrado na figura 9 é iniciado.

[0116] Em S66, quando é determinado que o torque da direção com base no resultado da detecção do sensor interno 3 é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, a unidade de troca do estado da direção 16 muda para o processamento de definição do valor inicial (S70). No processamento de S70, como o valor inicial da contagem da duração, 0, o valor prévio armazenado ou o valor prévio subtraído é inserido. O processamento de definição do valor inicial é o mesmo que o processamento de S50 e, assim, a sua descrição não será repetida.

[0117] Como mostrado nas figuras 9 a 11, o estado da direção autônoma, o estado da direção cooperativa e o estado da direção manual são trocados com base na contagem da duração pela unidade de troca do estado da direção 16. Nas figuras 9 e 11, embora um caso onde, quando o estado da direção é o estado da direção autônoma ou o estado da direção cooperativa, a operação de solicitação do fim da direção autônoma é inserida depois que a operação de solicitação da partida da direção autônoma é inserida na chave LIGA/DESLIGA da direção autônoma 70 não seja mostrado, nesse caso, a unidade de troca do estado da direção 16 executa o processamento para trocar o estado da direção do estado da direção autônoma ou do estado da direção cooperativa para o estado da direção manual.

[0118] Na descrição acima, embora o caso onde a unidade de troca do estado da direção 16 troque o estado da direção do veículo V com base na contagem da duração da quantidade de operação (torque da direção) da operação de direção como um exemplo da operação de direção tenha sido descrito, o torque da direção po- de ser substituído por um ângulo da direção, ou pode ser substituído pela quantidade de depressão (posição do pedal) do pedal do acelerador ou do pedal do freio. Isto é, a unidade de troca do estado da direção 16 pode trocar o estado da direção do veículo V com base na contagem da duração do ângulo de direção da operação de direção ou pode trocar o estado da direção do veículo V com base na quantidade de depressão do pedal do acelerador ou do pedal do freio.

[0119] Como descrito acima, no sistema de veículo de direção autônoma 100 de acordo com a segunda modalidade, o estado da direção é trocado para um do estado da direção autônoma, do estado da direção manual e do estado da direção cooperativa com base na contagem da duração da operação da direção. Por exemplo, quando um veículo próximo de um tipo de veículo pesado aparece durante a viagem no estado da direção autônoma e o motorista executa a operação da direção, tal que o veículo se movimenta em uma posição ligeiramente distanciada do veículo pesado, o estado da direção do veículo V é trocado para o estado da direção cooperativa pela unidade de troca do estado da direção 16 quando a contagem da duração é igual a ou maior do que o primeiro valor limiar K1 e menor do que o segundo valor limiar K2. Depois, quando o motorista para a operação de direção depois de ter passado o veículo próximo, o estado da direção do veículo V é trocado para o estado da direção autônoma pela unidade de troca do estado da direção 16. Por essa razão, o sistema de veículo de direção autônoma 100 pode reduzir o fardo dado ao motorista quando o motorista temporariamente intervém no veículo V no estado da direção autônoma.

[0120] No sistema de veículo de direção autônoma 100 de acordo com a segunda modalidade, a contagem da duração de acordo com a duração é utilizada, por meio disso é possível realizar a transição para o estado da direção manual sem inserir uma grande quantidade de operação. Por essa razão, é possível permitir a transição para o estado da direção manual sem perturbar o comportamento do veículo.

[0121] Embora as modalidades da invenção tenham sido descritas, a invenção não é limitada às modalidades descritas acima. A invenção pode ser executada em várias formas, nas quais várias alterações e melhorias são aplicadas com base no conhecimento de um versado na técnica, incluindo as modalidades descritas acima. <EXEMPLO MODIFICADO 1>

[0122] Nas modalidades descritas acima, embora um exemplo onde o estado da direção é trocado com base em uma operação da operação da direção, da operação do acelerador e da operação do freio tenha sido descrito, o estado da direção pode ser trocado com base em duas ou mais quantidades de operação. As figuras 12A e 12B são diagramas ilustrando um exemplo da relação da operação da direção e da operação do freio com a transição do estado da direção do veículo V. O eixo geométrico horizontal mostrado na figura 12A representa o torque da direção (T) e o eixo geométrico vertical representa o estado da direção do veículo V. O eixo geométrico horizontal mostrado na figura 12B representa a quantidade da depressão do freio (grau) e o eixo geométrico vertical representa o estado da direção do veículo V. Aqui, como mostrado na figura 12A, é assumido que o valor de detecção do torque da direção seja TS e o valor de detecção TS é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1. Como mostrado na figura 12B, é assumido que o valor de detecção da quantidade de depressão do freio seja TB e o valor de detecção TB é igual a ou maior do que o valor limiar de determinação da intervenção T3 e menor do que um valor limiar de partida da direção manual T4. Nesse caso, quando a determinação é executada pelo torque da direção, o estado da direção é o estado da direção autônoma e quando a determinação é executada pela quantidade de depressão do freio, o estado da direção se torna o estado da direção cooperativa. Dessa maneira, os estados da direção do veículo V correspondendo com duas ou mais quantidade de operação são diferentes.

[0123] Quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autô- noma, e quando o estado da direção correspondendo com o torque da direção é o estado da direção autônoma e o estado da direção correspondendo com a quantidade de depressão do freio é o estado da direção cooperativa, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção cooperativa. Similarmente, quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção autônoma, e quando o estado da direção correspondendo com o torque da direção é o estado da direção cooperativa e o estado da direção correspondendo com a quantidade de depressão do freio é o estado da direção autônoma, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção cooperativa. Quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa, e quando o estado da direção correspondendo com o torque da direção é o estado da direção autônoma e o estado da direção correspondendo com a quantidade de depressão do freio é o estado da direção cooperativa, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção do veículo V no estado da direção cooperativa. Similarmente, quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa, e quando o estado da direção correspondendo com o torque da direção é o estado da direção cooperativa e o estado da direção correspondendo com a quantidade de depressão do freio é o estado da direção autônoma, a unidade de troca do estado da direção 16 mantém o estado da direção do veículo V no estado da direção cooperativa. Dessa maneira, a troca para o estado da direção cooperativa ou a manutenção do estado da direção cooperativa tem prioridade sobre a manutenção do estado da direção autônoma ou a troca para o estado da direção autônoma. Isto é, nos exemplos das figuras 12A e 12B, o estado da direção do veículo V se torna o estado da direção cooperativa.

[0124] Adicionalmente, quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa, e quando o estado da direção correspondendo com o torque da direção é o estado da direção cooperativa e o estado da direção correspondendo com a quantidade de depressão do freio é o estado da direção manual, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção manual. Similarmente, quando o estado da direção do veículo V é o estado da direção cooperativa, e quando o estado da direção correspondendo com o torque da direção é o estado da direção manual e o estado da direção correspondendo com a quantidade de depressão do freio é o estado da direção cooperativa, a unidade de troca do estado da direção 16 troca o estado da direção do veículo V para o estado da direção manual. Dessa maneira, a troca para o estado da direção manual tem prioridade sobre a manutenção do estado da direção cooperativa.

[0125] De acordo com o sistema de veículo de direção autônoma do exemplo modificado 1, quando o motorista executa uma operação de direção e uma operação do acelerador, é possível evitar a troca para o estado da direção autônoma com base na liberação da operação do acelerador quando o motorista executa uma operação de direção e uma operação temporária do acelerador com a intenção de trocar para o estado da direção manual. Isto é, é possível trocar o estado da direção com base na operação da direção, na qual a intenção do motorista é mais refletida. No exemplo modificado 1 descrito acima, embora um caso onde o estado da direção é trocado usando a quantidade de operação da operação de direção tenha sido descrito como um exemplo, a invenção pode ser aplicada a um caso onde o estado da direção é trocado usando a contagem da duração da operação da direção, e os mesmos efeitos podem ser obtidos. <EXEMPLO MODIFICADO 2>

[0126] Nas modalidades descritas acima, embora um caso onde o mesmo valor limiar seja usado como o valor limiar para trocar do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa e o valor limiar para trocar do estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma tenha sido descrito, valores limiares diferentes podem ser usados. A figura 13 é um diagrama ilustrando outro exemplo da relação entre o torque da direção e a transição do estado da direção do veículo V. Como mostrado na figura 13, o valor limiar para trocar do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa é chamado como T1 e o valor limiar para trocar do estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma pode ser definido para um valor limiar T0 (valor limiar de histerese predeterminado) menor do que T1. Isto é, depois que o estado da direção do veículo V é trocado do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa, quando a quantidade da operação é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção T1, mas é igual a ou maior do que o valor limiar T0, o estado da direção é manti-do no estado da direção cooperativa. Nesse caso, é possível evitar a troca frequente do estado ao redor do valor limiar. Especificamente, é possível evitar a troca frequente do estado da direção quando a quantidade de operação é substancialmente igual ao valor limiar de determinação da intervenção T1. No exemplo modificado 2 descrito acima, embora um caso onde o estado da direção é trocado usando a quantidade de operação da operação da direção tenha sido descrito como um exemplo, a invenção pode ser aplicada a um caso onde o estado da direção é trocado usando a contagem da duração da operação da direção e os mesmos efeitos podem ser obtidos. Nesse caso, depois que o estado da direção do veículo V é trocado do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa, quando a contagem da duração com base na quantidade de operação se torna menor do que o primeiro valor limiar, mas é igual a ou maior do que um terceiro valor limiar, o estado da direção é mantido no estado da direção cooperativa. O terceiro valor limiar é um valor limiar de duração da histerese predeterminado e é um valor limiar para trocar do estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma. <EXEMPLO MODIFICADO 3>

[0127] No estado da direção cooperativa das modalidades descritas acima, a direção cooperativa pode ser executada usando o valor obtido ponderando a quanti- dade de operação do motorista e o valor alvo de controle com base no plano da viagem. Com essa definição, desde que é possível mudar o grau de intervenção do sistema no estado da direção cooperativa, é possível executar a transição do estado da direção considerando o comportamento do veículo. Por exemplo, quando o alvo de controle é o torque da direção, se o torque da direção do motorista é TD e o torque de entrada do sistema é TS, o torque da direção alvo TR pode ser derivado usando a seguinte expressão numérica. TR = w1 • TD + w2 • TS, onde w1 e w2 são pesos. Os pesos w1 e w2 podem ser constantes ou variáveis. Os pesos w1 e w2 podem ser alterados, por exemplo, de acordo com a velocidade do veículo V. A figura 14 é um diagrama ilustrando um exemplo de uma mudança da ponderação no estado da direção cooperativa. Na figura 14, o valor limiar Tx (valor limiar de determinação) é definido em uma faixa maior do que o valor limiar de determinação da intervenção T1 e menor do que o valor limiar de partida da direção manual T2, e os pesos w1 e w2 na seção M1 dos valores limiares T1 a Tx são diferentes dos pesos w1 e w2 na seção M2 dos valores limiares Tx a T2. O valor limiar de determinação é um valor limiar para mudar a ponderação da entrada do motorista e da entrada do sistema no estado da direção cooperativa de acordo com a quantidade da operação. Aqui, na seção M1, o valor alvo de controle com base no plano da viagem tem um peso definido para ser maior do que a quantidade de operação do motorista (w1 < w2), e na seção M2, o valor alvo de controle com base no plano da viagem tem um peso definido para ser menor do que a quantidade de operação do motorista (w1 > w2). Dessa maneira, o valor limiar pode ser definido para mudar a ponderação no estado da direção cooperativa. Na figura 14, embora um exemplo tenha sido descrito onde um valor limiar é fornecido para mudar os pesos, dois ou mais valores limiares podem ser fornecidos para mudar os pesos. <EXEMPLO MODIFICADO 4>

[0128] Em uma modalidade exemplar adicional, a contagem da duração da operação da direção pode ser calculada como uma duração contínua incluindo qualquer uma da operação da direção, da operação do acelerador e da operação do freio. Por exemplo, quando o motorista executa uma operação da direção e uma operação do acelerador em sucessão, a unidade de aquisição da informação da operação da direção 15 pode adquirir, como a contagem da duração, uma duração começando do início da operação da direção, que é igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado definido para a operação da direção, continuando através da operação do acelerador, que é igual a ou maior do que o valor limiar predeterminado definido para a operação do acelerador. Isto é, contanto que uma das operações de direção seja executada continuamente em um grau maior do que ou igual a seu valor limiar predeterminado respectivo, a contagem da duração pode ser estendida.

Claims

1. Sistema de veículo de direção autônoma configurado para trocar o estado da direção de um veículo, o sistema CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um detector de informação periférica (1) configurado para detectar a informação periférica do veículo (V); um gerador de plano de viagem (14) configurado para gerar um plano de viagem ao longo de uma rota alvo estabelecida antecipadamente em um mapa com base na informação periférica detectada pela unidade de detecção de informação periférica (1) e informação do mapa; um adquirente de informação de operação da direção (15) configurado para adquirir uma quantidade de operação de uma operação de direção de um motorista relacionada com pelo menos uma de uma operação de direção, uma operação do acelerador e uma operação do freio do veículo (V) ou uma contagem de duração de acordo com uma duração da operação de direção, que é uma duração de tempo contínua a partir da iniciação do motorista de uma entrada de controle para uma terminação da entrada de controle; e um estado da direção de troca (16) configurado para, com base na quantidade de operação ou na contagem da duração, trocar entre um estado da direção autônoma onde a viagem do veículo (V) é controlada usando o plano de viagem, um estado da direção cooperativa onde o veículo (V) pode se movimentar em cooperação com o estado de direção autônoma e a operação de direção com base no plano de viagem e na quantidade da operação, e um estado da direção manual, em que a unidade de troca do estado da direção (16) é configurada para trocar o estado da direção para o estado da direção cooperativa quando o estado da direção é o estado da direção autônoma e quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que um valor limiar de determinação da intervenção (T1, T3) e menor do que um valor limiar de partida da direção manual (T2, T4), ou quando a contagem da duração é igual a ou maior do que um primeiro valor limiar (K1) e menor do que um segundo valor limiar (K2), e trocar o estado da direção, quando o estado da direção é o estado da direção cooperativa, para o estado da direção autônoma quando a quantidade de operação é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção (T1, T3) ou a contagem da duração é menor do que o primeiro valor limiar (K1), e trocar o estado da direção, quando o estado da direção é o estado da direção cooperativa para o estado da direção manual quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que o valor limiar de partida da direção manual (T2, T4) ou a contagem da duração é igual a ou maior do que o segundo valor limiar (K2).

2. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando um volante de direção do veículo (V) gira durante a execução do plano de viagem, o adquirente de informação de operação da direção (15) é configurado para adquirir uma diferença entre um valor de detecção do estado de rotação do volante de direção do veículo (V) e o valor alvo de controle do volante de direção incluído no plano de viagem como uma quantidade de operação.

3. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando a posição do pedal de um pedal do acelerador do veículo (V) se move durante a execução do plano de viagem, o adquirente de informação de operação da direção (15) é configurado para adquirir uma diferença entre um valor de detecção da posição do pedal do pedal do acelerador do veículo (V) e o valor alvo de controle do pedal do acelerador incluído no plano de viagem como a quantidade de operação.

4. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando a posição do pedal de um pedal do freio do veículo (V) se move durante a execução do plano de viagem, o adquirente de informação de operação da direção (15) é configurado para adquirir uma diferença entre um valor de detecção (TB) da posição do pedal do pedal do freio do veículo (V) e o valor alvo de controle do pedal do freio incluído no plano de viagem como uma quantidade de operação.

5. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando o estado da direção entra no estado da direção manual, a unidade de troca do estado da direção (16) é configurada para manter o estado da direção no estado da direção manual mesmo quando a quantidade de operação se torna menor do que o valor limiar de partida da direção manual (T2, T4) ou a contagem da duração se torna menor do que o segundo valor limiar (K2).

6. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 5, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda: uma unidade de entrada configurada para inserir uma operação de solicitação para partida da direção autônoma, em que a unidade de troca do estado da direção (16) é configurada para manter o estado da direção no estado da direção manual até que a operação de solicitação seja inserida na unidade de entrada quando o estado da direção é o estado da direção manual.

7. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, depois que o estado da direção é trocado do estado da direção autônoma para o estado da direção cooperativa, quando a quantidade de operação se torna menor do que o valor limiar de determinação da intervenção (T1, T3), e igual a ou maior do que um valor limiar de histerese predeterminado, ou a contagem da duração se torna menor do que o primeiro valor limiar (K1) e i igual a ou maior do que um terceiro valor limiar, a unidade de troca do estado da direção (16) é configurada para manter o estado da direção no estado da direção cooperativa.

8. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que quando os estados de direção correspondendo com as quantidades de operação de duas ou mais da operação de direção, da operação do acelerador e da operação do freio do veículo (V) são diferentes ou os estados de direção correspondendo com as contagens de duração de duas ou mais da operação de direção, da operação do acelerador e da operação do freio do veículo (V) são diferentes, a unidade de troca do estado da direção (16) é configurada para dar prioridade a manter o estado da direção cooperativa sobre a troca do estado da direção do veículo (V) no estado da direção cooperativa para o estado da direção autônoma e dá prioridade a trocar para o estado da direção manual sobre manter o estado da direção do veículo (V) no estado da direção cooperativa.

9. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que, quando o estado da direção é o estado da direção cooperativa, a direção cooperativa é executada usando um valor obtido ponderando a quantidade de operação e o valor alvo de controle com base no plano de viagem, e o peso da ponderação quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que um valor limiar de determinação é diferente do peso da ponderação quando a quantidade de operação é menor do que o valor limiar de determinação.

10. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que quando um volante de direção do veículo (V) gira durante a execução do plano de viagem, a unidade de aquisição de informação de operação da direção (15) adquire a diferença entre um valor de detecção do torque da direção (Ts) do volante de direção do veículo (V) e um valor alvo de controle do torque de direção incluído no plano de viagem como a quantidade de operação.

11. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que quando o estado de direção entra no estado de direção manual, a unidade de troca do estado da direção (16) mantém o estado de direção no estado de direção manual por um período determinado antecipadamente.

12. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a contagem de duração de acordo com a duração da operação de direção compreende um período de tempo durante o qual a quantidade da operação é continuada, em que é igual ou superior a um valor limiar predeterminado.

13. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que o valor limiar predeterminado e o valor limiar de determinação da intervenção (T1, T3) são iguais e o valor limiar predeterminado é definido para cada operação de direção, operação do acelerador e a operação do freio.

14. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que quando a operação de direção é igual ou maior do que o valor limiar predeterminado, não é mais adquirida pelo adquirente de informação de operação da direção (15), a unidade de troca do estado da direção (16) é configurada para redefinir a contagem de duração para 0 e trocar o estado de direção para o estado de direção autônoma.

15. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que quando a operação de direção é igual ou maior do que o valor limiar predeterminado, não é mais adquirida pelo adquirente de informação de operação de condução, a unidade de troca do estado da direção (16) é configurada para armazenar em uma memória um valor prévio da duração de contagem e definir o valor prévio armazenado como um valor inicial da duração de contagem quando a operação de direção é retomada.

16. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 12, CARACTERIZADO pelo fato de que quando a operação de direção é igual ou maior que o valor limiar predeterminado, não é mais adquirida pelo adquirente de informação de operação da direção (15), a unidade de troca do estado da direção (16) é configurada para armazenar em uma memória um valor prévio da contagem de duração, subtrair o valor prévio armazenado na unidade de armazenamento, de acordo com um intervalo de lapso correspondente a uma interrupção da operação de direção, e define o valor prévio subtraído como um valor inicial da contagem de duração quando a operação de direção é retomada.

17. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que no estado de direção manual, a quantidade de operação é refletida na viagem do veículo (V).

18. Sistema de veículo de direção autônoma, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que compreende ainda uma interface de máquina humana (HMI) incluindo uma chave LIGA/DESLIGA de direção autônoma configurada para inserir uma operação de solicitação de partida da direção autônoma.

19. Sistema de veículo de direção autônoma configurado para trocar o estado da direção de um veículo, o sistema CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: um modo para detectar informação periférica do veículo (V); um modo para gerar um plano de viagem ao longo de uma rota alvo estabelecida antecipadamente em um mapa com base na informação periférica detectada pela unidade de detecção de informação periférica (1) e informação do mapa; um modo para adquirir uma quantidade de operação de uma operação de direção de um motorista ou uma contagem de duração de acordo com uma duração da operação de direção; e um modo para trocar um estado da direção com base na quantidade de operação ou na contagem de duração, entre um estado da direção autônoma onde a viagem do veículo (V) é controlada usando o plano de viagem, um estado da direção cooperativa onde o veículo (V) pode se movimentar em cooperação com a operação de direção com base no estado da direção autônoma e no plano de viagem e na quantidade da operação, e um estado da direção manual, em que os modos para trocar o estado da direção são configurada para trocar o estado da direção para o estado da direção cooperativa quando o estado da direção é o estado da direção autônoma e quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que um valor limiar de determinação da intervenção (T1, T3) e menor do que um valor limiar de partida da direção manual (T2, T4), ou quando a contagem da duração é igual a ou maior do que um primeiro valor limiar (K1) e menor do que um segundo valor limiar (K2), e trocar o estado da direção, quando o estado da direção é o estado da direção cooperativa, para o estado da direção autônoma quando a quantidade de operação é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção (T1, T3) ou a contagem da duração é menor do que o primeiro valor limiar (K1), e trocar o estado da direção, quando o estado da direção é o estado da direção cooperativa para o estado da direção manual quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que o valor limiar de partida da direção manual (T2, T4) ou a contagem da duração é igual a ou maior do que o segundo valor limiar (K2).

20. Método para trocar um estado de direção de um veículo tendo controle de veículo de direção autônoma, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: detectar informação periférica do veículo (V); gerar um plano de viagem ao longo de uma rota alvo estabelecida antecipadamente em um mapa com base na informação periférica detectada pela unidade de detecção de informação periférica (1) e informação do mapa; adquirir uma quantidade de operação de uma operação de direção de um motorista ou uma contagem de duração de acordo com uma duração da operação de direção; e trocar um estado de direção com base na quantidade de operação ou na contagem da duração, entre um estado da direção autônoma onde a viagem do veículo (V) é controlada usando o plano de viagem, um estado da direção cooperativa onde o veículo (V) pode se movimentar em cooperação com o estado de direção autônoma e a operação de direção com base no plano de viagem e na quantidade da operação, e um estado da direção manual, em que a troca da direção compreende trocar o estado da direção para o estado da direção cooperativa quando o estado da direção é o estado da direção autônoma e quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que um valor limiar de determinação da intervenção (T1, T3) e menor do que um valor limiar de partida da direção manual (T2, T4), ou quando a contagem da duração é igual a ou maior do que um primeiro valor limiar (K1) e menor do que um segundo valor limiar (K2), e trocar o estado da direção, quando o estado da direção é o estado da direção cooperativa, para o estado da direção autônoma quando a quantidade de operação é menor do que o valor limiar de determinação da intervenção (T1, T3) ou a contagem da duração é menor do que o primeiro valor limiar (K1), e trocar o estado da direção, quando o estado da direção é o estado da direção cooperativa para o estado da direção manual quando a quantidade de operação é igual a ou maior do que o valor limiar de partida da direção manual (T2, T4) ou a contagem da duração é igual a ou maior do que o segundo valor limiar (K2).