JP5029329B2 - 走行軌跡生成方法及び走行軌跡生成装置 - Google Patents

Description

本発明は、走行軌跡生成方法及び走行軌跡生成装置に関するものである。

従来、車両の走行軌跡を生成する方法は、例えば、予測される走行軌跡を運転者にディスプレイ等を通じて提供する装置に採用されている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１の装置は、道路形状と自車両の走行速度とに基づいて走行軌跡を導出し、導出した走行軌跡をフロントガラス等に投影して運転者に提供する装置である。
特開２００５−２２８１３９号公報

しかしながら、従来の走行軌跡生成装置にあっては、道路形状と自車両の走行速度とに基づいて最速で到達又は通過する走行軌跡を導出しているため、生成された走行軌跡は、許容された範囲内の最大加減速を採用する傾向にあり、乗員にとって乗り心地の良い走行軌跡とはならない場合がある。

そこで、本発明はこのような技術課題を解決するためになされたものであって、車両に搭乗する人の乗り心地を向上させた走行軌跡を生成することができる走行軌跡生成方法及び走行軌跡生成装置を提供することを目的とする。

すなわち本発明に係る走行軌跡生成方法は、車両の前後左右に発生する加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成する評価関数生成ステップと、道路境界線に基づいた拘束条件を達成するように収束演算して走行軌跡を導出する収束演算ステップと、拘束条件を達成している状態において、評価関数を収束演算して走行軌跡を導出する走行軌跡導出ステップとを備え、評価関数生成ステップは、乗員の着座位置又は／及び乗員の乗り心地優先度に基づいて決定される位置を基準とした加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成する。

この発明によれば、車両の前後左右に発生する加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成し、道路境界線に基づいた拘束条件を達成するように収束演算して走行軌跡を導出し、拘束条件を達成している状態において、評価関数を収束演算して走行軌跡を導出する。これにより、許容された範囲内の最大加減速を一様に実行する走行軌跡とはならず、乗り心地に影響する区間においては加減速及びジャークを抑え、反対に、乗り心地に影響しない区間においては最大加減速及び最大ジャークを実行する走行軌跡とすることができる。よって、乗員が感じる乗り心地を向上することができる。また、このように構成することで、例えば、複数の乗員の着座位置や、一般的に乗り物酔いし易いとされる着座位置、送迎する対象者が座る着座位置等を考慮し、加速度及びジャークを評価する基準位置を決定することができる。よって、評価する基準位置がより正確となるため、乗員の乗り心地を一層向上することができると共に、評価する基準位置を乗り心地優先度に基づいて決定することで、特定の乗員の乗り心地を優先的に向上させることができる。

また、走行軌跡生成方法において、評価関数生成ステップは、転舵量を評価する項を含み運転者が操舵時に受ける違和感の度合いを評価するための評価関数を生成することが好適であり、このように構成することで、乗員の乗り心地を優先した際に運転者が受ける違和感を抑えることができる。

また、走行軌跡生成方法において、評価関数生成ステップは、運転者の操舵操作の介入度合いが高いほど転舵量を評価する項の重み付けを大きくする様に重み付けした評価関数を生成することが好適であり、このように構成することで、乗員の乗り心地を優先した際に運転者が受ける違和感の程度を運転者の介入の度合いによって規定し、違和感の程度に応じて走行軌跡を変更することができるので、運転者が受ける違和感を一層抑えることが可能となる。

また、走行軌跡生成方法において、評価関数生成ステップは、通過時間を評価する項又は／及び低燃費走行を評価する項を含む評価関数を生成することが好適であり、このように構成することで、乗員の乗り心地と共に運転者の希望する通過時間や燃費を反映させた走行軌跡を生成することができる。

さらに、走行軌跡生成方法において、評価関数生成ステップは、評価関数の評価する項に係る評価項目を最も優先させた理想走行軌跡をそれぞれ導出し、実操作による実走行軌跡を取得し、実走行軌跡と理想走行軌跡とをそれぞれ比較し、その差が大きい走行軌跡に係る評価項目ほど評価項目を評価する項の重み付けを大きくする様に重み付けした評価関数を生成することが好適である。

このように構成することで、運転者が実際に操作した走行軌跡と、道路状況や路面状態等によって決定される理想的な走行軌跡とを比較して学習し、運転者が実際に操舵した走行軌跡に近くなるように評価関数の係数を補正することができる。これにより、運転者が受ける違和感をより一層抑えることが可能となる。

また、本発明に係る走行軌跡生成装置は、車両の前後左右に発生する加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成する評価関数生成部と、道路境界線に基づいた拘束条件を達成するように収束演算して走行軌跡を導出する収束演算部と、拘束条件を達成している状態において、評価関数を収束演算して走行軌跡を導出する走行軌跡導出部とを備え、評価関数生成部は、乗員の着座位置又は／及び乗員の乗り心地優先度に基づいて決定される位置を基準とした加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成する。

また、走行軌跡生成装置において、評価関数生成部は、転舵量を評価する項を含み運転者が操舵時に受ける違和感の度合いを評価するための評価関数を生成することが好適である。

また、走行軌跡生成装置において、評価関数生成部は、運転者の操舵操作の介入度合いが高いほど転舵量を評価する項の重み付けを大きくする様に重み付けした評価関数を生成することが好適である。

また、走行軌跡生成装置において、評価関数生成部は、通過時間を評価する項又は／及び低燃費走行を評価する項を含む評価関数を生成することが好適である。

さらに、走行軌跡生成装置において、評価関数生成部は、評価関数の評価する項に係る評価項目を最も優先させた理想走行軌跡をそれぞれ導出し、実操作による実走行軌跡を取得し、実走行軌跡と理想走行軌跡とをそれぞれ比較し、その差が大きい走行軌跡に係る評価項目ほど評価項目を評価する項の重み付けを大きくする様に重み付けした評価関数を生成することが好適である。

この各走行軌跡生成装置では、上記した各走行軌跡生成方法と同様の作用効果を奏する。

本発明によれば、車両に搭乗する人の乗り心地を向上させた走行軌跡を生成することができる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態に係る走行軌跡生成装置は、車両の走行軌跡を生成する装置であって、例えば、自動運転機能を備えた車両や、追従運転や車線維持運転などの運転者支援システムを搭載した車両に好適に採用されるものである。

最初に、本実施形態に係る走行軌跡生成装置（走行軌跡生成部）の構成を説明する。図１は本発明の実施形態に係る走行軌跡生成装置を備えた車両の構成を示すブロック図である。

図１に示す車両５は、自動運転機能あるいは運転者支援システムを備えた車両であって、ＧＰＳ受信機３０、センサ３１、操作部３２、ナビゲーションシステム３３、ＥＣＵ２、操舵アクチュエータ４０、スロットルアクチュエータ４１及びブレーキアクチュエータ４２を備えている。ここで、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）とは、電子制御する自動車デバイスのコンピュータであり、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、および入出力インターフェイスなどを備えて構成されている。

ＧＰＳ受信機３０は、例えば、運転者の位置情報を受信する機能を有している。ここで、ＧＰＳ（Global Positioning System）とは、衛星を用いた計測システムのことであり、自車両の現在位置の把握に好適に用いられるものである。また、ＧＰＳ受信機３０は、位置情報をＥＣＵ２へ出力する機能を有している。

センサ３１は、車両５の周囲の走行環境や、自車両の走行状態を取得する機能を有している。センサ３１としては、例えば、車両５が走行する道路のレーンを認識するためのレーン認識センサや画像センサ、車両５の周辺障害物を検知する電磁波センサやミリ波センサ、車両５のヨーレートを計測するヨーレートセンサ、車両５のハンドル舵角及びタイヤ角を検知する舵角センサ、車両５の加速度を検出する加速度センサ、車両５の車輪速を計測する車輪速センサ、乗員がシートに着座したことを検知する着座センサ、タンク内の燃料を計測できる燃料センサ等が用いられる。また、センサ３１は、取得した情報をＥＣＵ２へ出力する機能を有している。

操作部３２は、運転者の要求する条件を入力する機能を有している。操作部３２としては、例えば、目標通過時間、目標燃費、乗員の乗り心地を優先させる座席等を入力する操作パネル等が用いられる。また、操作部３２は、入力した情報をＥＣＵ２へ出力する機能を有している。

ナビゲーションシステム３３は、主に目的地までの経路案内等を行う機能を有している。また、ナビゲーションシステム３３は、例えば地図データベースから現在走行中の道路の形状情報を読み出し、その道路形状情報をナビ信号としてＥＣＵ２へ出力する機能を有している。車両５は、ナビゲーションシステムの代わりとして、少なくとも道路形状情報を格納したデータベースを備え、そのデータベースに格納された道路形状情報をＥＣＵ２へ出力する機能を有する構成としてもよい。また、通信を介して道路形状情報を参照し、参照した道路形状情報をＥＣＵ２へ出力する機能を有する構成としてもよい。

ＥＣＵ２は、走行軌跡生成部１、車両運動制御部２７、操舵制御部２８及び加減速制御部２９を備えている。

走行軌跡生成部１は、車両５の走行軌跡を最適化して生成する機能を有している。本実施形態においては、走行軌跡生成部１が実行する最適化手法の一例として、ＳＣＧＲＡ［Sequential Conjugate Gradient Restoration Algorithm］を用いた例を説明する。ＳＣＧＲＡは、拘束条件を満たすまで最急降下法に基づいて収束演算し、評価関数の評価値が最小となるまで共役勾配法に基づいて収束演算して走行軌跡を生成する最適化手法である。ここで、拘束条件とは、走行軌跡が満たさなければならない必須条件であり、評価関数とは、走行において重視する条件を評価するためのものである。

そして、走行軌跡生成部１が生成する走行軌跡は、位置、速度パターン、加速度パターン、ヨー角、ヨーレートなどの車両の走行に必要な多数のパラメータから構成されている。このような走行軌跡の生成手法の一例として、本実施形態では、所定の区間をブロック単位とし、各ブロックでの走行軌跡を、走行路を分割した区間であるメッシュ単位で生成する例を説明する。

ＥＣＵ２に備わる走行軌跡生成部１は、評価関数生成部２１、収束演算部２２及び走行軌跡導出部２３を備えている。

評価関数生成部２１は、車両の前後左右に発生する加速度及びジャークを評価する項を含み乗員の乗り心地を評価するための評価関数を生成する機能を有している。一般的に、加速度の最大値及びジャークの最大値を小さくすると乗員の乗り心地が向上することが知られているので、加速度及びジャークを評価することで、乗り心地を向上させた走行軌跡を生成することが可能となる。評価関数生成部２１は、具体的には、センサ３１から乗員の着座位置情報を入力し、操作部３２から乗員の乗り心地優先度を示す設定情報を入力し、入力した着座位置情報及び設定情報に基づいて乗り心地を評価する位置を特定し、特定した位置における加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成する機能を有している。また、評価関数生成部２１は、評価関数に含まれる項の係数を設定する機能を有している。さらに、評価関数生成部２１は、生成した評価関数を走行軌跡導出部２３へ出力する機能を有している。

収束演算部２２は、ナビゲーションシステム３３から道路境界線等の道路環境情報を入力し、入力した情報に基づいて拘束条件を設定する機能を有している。このように、拘束条件は、例えば、道路上を走行する等の交通上の要求や、摩擦円、加減速限界、操舵限界等の車両性能から生じる要求に基づいて設定される。また、収束演算部２２は、例えば最急降下法を用いて、設定した拘束条件を満たすまで収束演算して、拘束条件を満たす走行軌跡を生成する機能を有している。さらに、収束演算部２２は、生成した拘束条件を満たす走行軌跡を拘束条件達成状態としてＥＣＵ２が有するメモリに保存する機能を有している。

走行軌跡導出部２３は、ＥＣＵ２のメモリから収束演算部２２が生成した拘束条件及び拘束条件達成状態を入力し、又、評価関数生成部２１から評価関数を入力し、拘束条件を達成している状態で拘束条件達成状態を初期値として評価関数を収束演算して、乗員の乗り心地が良好な走行軌跡を生成する機能を有している。具体的には、共役勾配法に基づいて収束演算を実施して走行軌跡を生成する。また、走行軌跡導出部２３は、算出した走行軌跡を車両運動制御部２７へ出力する機能を有している。

車両運動制御部２７は、走行軌跡導出部２３から入力した走行軌跡及びセンサ３１からの周囲の走行環境や自車両の走行状態に基づいて、操舵制御情報や加減速制御情報を算出する機能を有している。また、車両運動制御部２７は、算出した操舵制御情報を操舵制御部２８へ、算出した加減速制御情報を加減速制御部２９へ出力する機能を有している。

操舵制御部２８は、車両運動制御部２７から入力した操舵制御情報に基づいて操舵アクチュエータ４０を制御するための信号を生成し、生成した制御信号を操舵アクチュエータ４０へ出力する機能を有している。なお、操舵アクチュエータ４０は、車両の走行を制御する機械的な構成要素であり、例えば、操舵角制御モータ等である。

加減速制御部２９は、車両運動制御部２７から入力した加減速制御情報に基づいてスロットルアクチュエータ４１及びブレーキアクチュエータ４２を制御するための信号を生成し、生成した制御信号をスロットルアクチュエータ４１及びブレーキアクチュエータ４２へ出力する機能を有している。スロットルアクチュエータ４１は、車両の走行を制御する機械的な構成要素であり、例えば電子スロットル等である。また、ブレーキアクチュエータ４２は、例えば油圧式ブレーキの場合には、各車輪のブレーキ油圧の調整を行うバルブ等である。

次に、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１の動作について説明する。図２は、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１の動作を示すフローチャートである。また、図３は第１実施形態に係る走行軌跡生成部１の動作を説明するための概要図である。

図２に示す制御処理は、例えばイグニッションオンされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。

図２に示す制御処理が開始されると、走行軌跡生成部１は、評価関数初期設定処理から開始する（Ｓ１０）。Ｓ１０の処理は、評価関数生成部２１が実行し、評価関数を構成する項の係数を仮設定する処理である。評価関数生成部２１は、例えば前後横方向の加速度を評価する項の係数Ｋ_Ｇｒ，Ｋ_Ｇｆ，Ｋ_Ｇｓ、及び、前後横方向のジャークを評価する項の係数Ｋ_Ｊｒ，Ｋ_Ｊｆ，Ｋ_Ｊｓを規定値（例えば０．３）に仮設定する。Ｓ１０の処理が終了すると、燃費重視要求判定処理へ移行する（Ｓ１２）。

Ｓ１２の処理は、ＥＣＵ２が実行し、燃費重視の走行を運転者から要求されているか否かを判定する処理である。ＥＣＵ２は、例えば、操作部３２から入力した情報に基づいて運転者の要求する条件の中に低燃費で走行することが含まれているか否かを判定する。Ｓ１２の処理において、ＥＣＵ２が運転者から低燃費走行の要求がないと判定した場合には、図２に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ１２の処理において、ＥＣＵ２が運転者から低燃費走行の要求があると判定した場合には、評価関数係数補正処理へ移行する（Ｓ１４）。

Ｓ１４の処理は、評価関数生成部２１が実行し、燃費を重視するように評価関数の加速度を評価する項の係数を補正する処理である。評価関数生成部２１は、例えば、横加速度係数Ｋ_Ｇｓを小さくし（例えば０．２）、後方の減速加速度の係数Ｋ_Ｇｆを大きく（例えば０．４）するように補正する。Ｓ１４の処理が終了すると、乗員重心位置算出処理へ移行する（Ｓ１６）。

Ｓ１６の処理は、評価関数生成部２１が実行し、乗り心地を評価する位置を決定する処理である。まず、評価関数生成部２１は、センサ３１の着座センサ等から入力した情報に基づいて車両５内の乗員の有無を判定し、乗員がいると判定した場合には乗員が着座している座標を入力する。例えば、図３に示すように、車両５が４人乗り（座席ＳＴ１〜ＳＴ４）であって、乗員が座席ＳＴ１〜ＳＴ３にそれぞれ着座している旨の情報をセンサ３１から入力した場合、車両重心位置Ｇ０を原点（０，０）として、各乗員Ｐ１〜３が座っている座席ＳＴ１〜ＳＴ３の座標（１，１），（−１，１），（−１，−１）を入力する。

次に、評価関数生成部２１は、入力した座標と乗り心地優先度に基づいて乗員重心Ｇ１の座標を決定する。乗り心地優先度は、乗員の乗り心地を優先させる度合いであって、各座席に対して予め設定する。例えば、送迎する乗員を助手席に乗せる場合には、助手席の乗り心地優先度を予め大きく設定すればよい。また、一般的に後部座席の乗員は前方の動きを確認しづらいため、車酔いし易い傾向となることが知られているので、このような車酔いを回避したい場合には後部座席の乗り心地優先度を予め大きく設定すればよい。設定された各乗り心地優先度をＣ_ｉ（ｉは座席）、入力した座席ｉの中心座標をｉ（Ｘ_ｉ，Ｙ_ｉ）、座席ｉの乗客存在有無のフラグ値（初期０、存在すれば１）をＦ_ｉとすると、乗員重心Ｇ１の座標（Ｘ，Ｙ）は以下式で表される。

評価関数生成部２１は、例えば、図３に示す車両５において、後部座席の乗り心地を優先させるとし、後部座席の乗り心地優先度を２，前部座席の乗り心地優先度を１と設定したとすると、式１を用いて、乗員重心Ｇ１の座標（−１／２，０）を算出する。Ｓ１６の処理が終了すると、評価関数生成処理へ移行する（Ｓ１８）。

Ｓ１８の処理は、評価関数生成部２１が実行し、Ｓ１６の処理で算出した乗員重心Ｇ１の座標に基づいて、乗員重心Ｇ１の座標における加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成する処理である（評価関数生成ステップ）。評価関数生成部２１は、一般的な幾何手法や車両運動解析手法を用いて、センサ３１から入力した車両重心Ｇ０の加速度及びジャークを、乗員重心Ｇ１の座標に基づいて乗員重心Ｇ１の加速度及びジャークに変換する。評価関数生成部２１は、変換した前後横方向の加速度の時間積分をＧ_Ｇｒ，Ｇ_Ｇｆ，Ｇ_Ｇｓ（但し、Ｇ_Ｇｒは前方方向に正の場合のみであり、Ｇ_Ｇｆは後方方向に正の場合のみ）、変換した前後横方向のジャークの時間積分をＪ_Ｊｒ，Ｊ_Ｊｆ，Ｊ_Ｊｓ（但し、Ｊ_Ｊｒは前方方向に正の場合のみであり、Ｊ_Ｊｆは後方方向に正の場合のみ）とすると、Ｓ１０の処理又はＳ１４の処理で設定した係数Ｋ_Ｇｒ，Ｋ_Ｇｆ，Ｋ_Ｇｓ，Ｋ_Ｊｒ，Ｋ_Ｊｆ，Ｋ_Ｊｓを用いて以下式に示す評価関数Ｊ１を生成する。

評価関数生成部２１が式２に示す評価関数Ｊ１を生成すると、Ｓ１８の処理が終了し、走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ２０）。

Ｓ２０の処理は、収束演算部２２が実行し、ブロックの走行軌跡を、拘束条件を満足するように算出する処理である。最初に、収束演算部２２は、道路境界線に基づいた拘束条件である拘束条件を設定する。収束演算部２２は、例えば、ナビゲーションシステム３３から道路境界線を含む道路環境情報を入力して、拘束条件を設定する。例えば、出発地点から目標地点までをブロックとし、当該ブロックを走行する軌跡を生成する場合、収束演算部２２は、出発地点と目標地点とを結ぶ道路の幅、傾斜、カーブ半径等を入力して、拘束条件を設定する。これにより、車両はブロックにおいては道路上を走行しなければならないという、基本的な拘束条件が設定される。

次に、収束演算部２２は、前回求めた走行軌跡（初回の収束演算の場合には初期軌跡）を用いて、拘束条件を満たすべく今回の走行軌跡を生成する。具体的には、例えば最急降下法で用いられる補正式に基づいて、前回求めた走行軌跡（初回の収束演算の場合には初期軌跡）を構成するパラメータに対して変更を加え、拘束条件を達成する走行軌跡に近い走行軌跡を生成する。Ｓ２０の処理が終了すると、拘束条件判定処理へ移行する（Ｓ２２）。

Ｓ２２の処理は、収束演算部２２が実行し、Ｓ２０の処理で生成した走行軌跡が、拘束条件を満足するか否かを判定する処理である。Ｓ２２の処理において、算出した走行軌跡が拘束条件を満たさないと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ再度移行する（Ｓ２０）。これにより、収束演算部２２は、拘束条件を満たす走行軌跡を生成できるまで、Ｓ２０に示す収束演算とＳ２２に示す判定とを繰り返し行い（収束演算）、拘束条件を満たす走行軌跡を生成する（収束演算ステップ）。なお、Ｓ２０及びＳ２２の処理は、例えばブロックを所定距離で分割したメッシュごとにおいて行われる。

一方、Ｓ２２の処理において、生成した走行軌跡が拘束条件を満たすと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ２４）。Ｓ２４の処理は、走行軌跡導出部２３が実行し、Ｓ１８の処理で生成した評価関数を用いて走行軌跡を導出する処理である。走行軌跡導出部２３は、収束演算部２２から拘束条件を入力し、入力した拘束条件を達成している状態で、例えば共役勾配法で用いられる補正式に基づいて、前回求めた走行軌跡（初回の収束演算ではＳ２０で算出した収束条件を満たした走行軌跡）の評価値が小さくなるように、前回求めた走行軌跡のパラメータを変更して今回の走行軌跡を生成する。Ｓ２４の処理が終了すると、評価条件判定処理へ移行する（Ｓ２６）。

Ｓ２６の処理は、走行軌跡導出部２３が実行し、Ｓ２４の処理で生成した走行軌跡を用いて、評価条件を満足しているか否かを判定する処理である。具体的には、走行軌跡導出部２３は、Ｓ２４の処理で生成した走行軌跡を用いて評価関数Ｊ１から評価値を算出し、算出した評価値が最小となった場合には、評価条件を満足していると判定する。評価値が最小となったか否かの判定は、今回の処理までに算出した評価値の変動、すなわち評価値の微分値が０あるいは略０になった場合に、評価値が最小であると判定する。Ｓ２６の処理において、評価条件を満足していないと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ再度移行する（Ｓ２４）。これにより、走行軌跡導出部２３は、乗り心地を優先させる評価条件を満たす走行軌跡を生成できるまでＳ２４に示す収束演算とＳ２６に示す判定とを繰り返し行い（収束演算）、乗り心地が優先された走行軌跡を生成する（走行軌跡導出ステップ）。Ｓ２０の処理が終了すると、図２に示す制御処理を終了する。

以上で図２に示す制御処理は終了する。このように、走行軌跡生成部１は、乗り心地を評価する対象位置を設定し、当該対象位置の加速度及びジャークを評価関数の中に含めることで、乗り心地が確保された走行軌跡を生成することができる。

上述した通り、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１によれば、車両５の前後左右に発生する加速度及びジャークを評価する項を含み乗り心地を優先させるための評価関数Ｊ１を生成し、道路境界線に基づいた拘束条件を達成するように収束演算して走行軌跡を導出し、拘束条件を達成している状態において、乗り心地を優先させるための評価関数Ｊ１を収束演算して走行軌跡を導出する。これにより、加減速及びジャークを抑え、乗員の乗り心地を向上させた走行軌跡を導出することができる。

また、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１によれば、複数の乗員の着座位置や、一般的に乗り物酔いし易いとされる着座位置、送迎する対象者が座る着座位置等を考慮し、加速度及びジャークを評価する基準位置Ｇ１を決定することができる。よって、評価する基準位置Ｇ１がより正確となるため、乗員の乗り心地を一層向上することができると共に、評価する基準位置Ｇ１を乗り心地優先度Ｋ_ｉに基づいて決定することで、特定の乗員の乗り心地を優先的に向上させることができる。

（第２実施形態）
第２実施形態に係る走行軌跡生成部は、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１とほぼ同様に構成されるものであって、走行軌跡生成部１と比べ、運転者が操舵する転舵量を評価して走行軌跡を生成する機能を有する点が相違する。なお、第２実施形態においては、第１実施形態と重複する部分は説明を省略し、相違点を中心に説明する。

本実施形態に係る走行軌跡生成装置（走行軌跡生成部）を備えた車両の構成は、第１実施形態に係る走行軌跡生成装置（走行軌跡生成部１）を備えた車両と同様であり、運転者支援システムを備え、特に、システムによる自動運転制御及び運転者による手動運転制御を協調させて運転制御を行う車両である。すなわち本実施形態に係る走行軌跡生成部を備えた車両においては、自動運転制御中に運転者の操舵をセンサ３１によって検知した場合には、ＥＣＵ２によって手動運転制御と自動運転制御とを協調させることが可能な構成とされている。

また、本実施形態に係る走行軌跡生成部は、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１と同様に構成され、評価関数生成部２１が有する機能が相違する。すなわち、本実施形態に係る評価関数生成部２１は、運転者によって操舵された転舵量を評価する項を含み操舵の際に運転者が受ける違和感を評価するための評価関数を生成する機能を有している。その他の機能は、第１実施形態の評価関数生成部２１と同様である。

次に、第２実施形態に係る走行軌跡生成部の動作について説明する。図４は、第２実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を示すフローチャートである。また、図５は第２実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を説明するための概要図である。なお、以下では、説明理解の容易性を考慮して、図５に示すように、第２実施形態に係る走行軌跡生成部を備える車両５がレーンチェンジを行う場合について説明する。また、乗員の乗り心地については評価せず、所定区間の目標到達時間を達成しつつ、運転者の違和感が解消された走行軌跡を生成する例を説明する。

図４に示す制御処理は、例えばイグニッションオンされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。

図４に示す制御処理が開始されると、ＥＣＵ２は、レーンチェンジ確認処理から開始する（Ｓ３０）。Ｓ３０の処理は、ＥＣＵ２が実行し、車両５が所定区間においてレーンチェンジを実行する予定であるか否かを判定する処理である。ＥＣＵ２は、例えば、ナビゲーションシステム３３から車線情報等を含む道路環境情報を入力し、センサ３１によって周辺の車両情報や、ナビゲーションシステム３３等を用いて交通情報を入力し、車両５がレーンチェンジする予定であるか否かを判定する。Ｓ３０の処理において、車両５がレーンチェンジを行う予定がないと判定した場合には、図４に示す制御処理を終了する。一方、Ｓ３０の処理において、車両５がレーンチェンジを行う予定であると判定した場合には、評価関数生成処理へ移行する（Ｓ３２）。

Ｓ３２の処理は、評価関数生成部２１が実行し、運転者による転舵量を評価する項を含む評価関数を生成する処理である（評価関数生成ステップ）。まず、評価関数生成部２１は、例えば図５に示すように、車両５がレーン１からレーン２へレーンチェンジする場合において、レーンチェンジ開始から終了までの区間Ｌ１を、レーンチェンジ序盤ブロックＬ１１、レーンチェンジ中盤ブロックＬ１２、レーンチェンジ終盤ブロックＬ１３の３つのブロックに分割し、それぞれのブロックにおける転舵角を評価する項の係数Ｋ_Ｌ１１，Ｋ_Ｌ１２，Ｋ_Ｌ１３を０に仮設定する。

ここで、一般的に、運転者は乗員と異なり、操舵容易性に優れた軌跡を好む傾向にあり、運転者が想定する走行軌跡と異なる走行軌跡に違和感を覚える傾向にある。具体的には、レーンチェンジにおいて、乗員の乗り心地や摩擦円使用率のみを考慮して走行軌跡を導出する場合には、一定速の転舵を断続的に行う走行軌跡、又は、符号を変えながら一定速の転舵を断続的に行う走行軌跡となるが、運転者は、レーンチェンジ前半ではレーン位置合わせの目標が遠いため、不必要な転舵は行わず、レーンチェンジ後半では目標レーン位置合わせをスムーズかつ容易に行うために転舵を継続的に行うという感覚を持っている。すなわち運転者は、目標位置にある程度到着する前までは、常に操舵が発生するような運転よりも操舵角を一定とする運転を好む傾向にある。よって、評価関数生成部２１はレーンチェンジ中盤ブロックＬ１２における操舵角が一定になるべく近くなる走行軌跡を生成するために、レーンチェンジ中盤ブロックＬ１２における単位時間内の舵の変化量である転舵角を評価する項の係数Ｋ_Ｌ１２を、例えば０から０．３に再設定する。そして、評価関数生成部２１は、１つのブロックがｎ（ｎ：自然数）個のメッシュに分割されているとし、先頭からｎ番目のメッシュにおける、メッシュ通過時間をｔ_ｎ、単位時間内の舵の変化量である転舵量をθ_ｎとすると、係数Ｋ_Ｌｉ（ｉ：１１，１２，１３）用いて以下式に示す評価関数Ｊ２を生成する。

評価関数生成部２１が式３に示す評価関数Ｊ２を生成すると、Ｓ３２の処理が終了し、走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ３４）。

Ｓ３４の処理は、収束演算部２２が実行し、ブロックの走行軌跡を、拘束条件を満足するように算出する処理である。最初に、収束演算部２２は、道路境界線に基づいた拘束条件である拘束条件を設定する。収束演算部２２は、例えば、第１実施形態と同様に、車両はブロックにおいては道路上を走行しなければならないという、基本的な拘束条件を設定する。

次に、収束演算部２２は、第１実施形態と同様に、前回求めた走行軌跡（初回の収束演算の場合には初期軌跡）を用いて、拘束条件を満たすべく今回の走行軌跡を生成する。Ｓ３４の処理が終了すると、拘束条件判定処理へ移行する（Ｓ３６）。

Ｓ３６の処理は、収束演算部２２が実行し、Ｓ３４の処理で生成した走行軌跡が、拘束条件を満足するか否かを判定する処理である。Ｓ３６の処理において、算出した走行軌跡が拘束条件を満たさないと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ再度移行する（Ｓ３４）。これにより、収束演算部２２は、第１実施形態と同様に、拘束条件を満たす走行軌跡を生成できるまで、Ｓ３４に示す収束演算とＳ３６に示す判定とを繰り返し行い（収束演算）、拘束条件を満たす走行軌跡を生成する（収束演算ステップ）。なお、Ｓ３４及びＳ３６の処理は、例えばブロックを所定距離で分割したメッシュごとにおいて行われる。

一方、Ｓ３６の処理において、生成した走行軌跡が拘束条件を満たすと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ３８）。Ｓ３８の処理は、第１実施形態と同様に、走行軌跡導出部２３が実行し、Ｓ３２の処理で生成した評価関数を用いて走行軌跡を導出する処理である。Ｓ３８の処理が終了すると、評価条件判定処理へ移行する（Ｓ４０）。

Ｓ４０の処理は、走行軌跡導出部２３が実行し、第１実施形態と同様に、Ｓ３８の処理で生成した走行軌跡を用いて、評価条件を満足しているか否かを判定する処理である。Ｓ４０の処理において、評価条件を満足していないと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ再度移行する（Ｓ３８）。これにより、走行軌跡導出部２３は、単位時間内の舵の変化量が小さい走行軌跡、すなわち運転者が受ける違和感を低減させる評価条件を満たす走行軌跡を生成できるまでＳ３８に示す収束演算とＳ４０に示す判定とを繰り返し行い（収束演算）、運転者が受ける違和感を低減させた走行軌跡を生成する（走行軌跡導出ステップ）。Ｓ４０の処理が終了すると、図４に示す制御処理を終了する。

以上で図４に示す制御処理は終了する。このように、走行軌跡生成部は、運転者が保舵を好む領域において、単位時間当たりの舵の変化量である転舵量を評価する項を含む評価関数を生成して走行軌跡を生成することにより、運転者が受ける違和感を抑制した走行軌跡を生成することができる。

上述した通り、第２実施形態に係る走行軌跡生成部によれば、転舵量を評価する項を含み運転者が操舵時に受ける違和感の度合いを評価するための評価関数Ｊ２を生成することで、レーンチェンジ中において転舵角が一様な走行軌跡とならず、運転者が保舵を好む領域において転舵量を抑えて、運転者が受ける違和感を抑制することができる。

（第３実施形態）
第３実施形態に係る走行軌跡生成部は、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１とほぼ同様に構成されるものであって、走行軌跡生成部１と比べ、運転者が操舵した転舵量を評価して走行軌跡を生成する機能を有する点が相違する。また、運転者が操舵した転舵量に基づいて運転者の介入の度合いを評価し、転舵量を評価する項の係数を介入の度合いに基づいて決定して走行軌跡を生成する機能を有する点が相違する。なお、第３実施形態においては、第１実施形態及び第２実施形態と重複する部分は説明を省略し、相違点を中心に説明する。

本実施形態に係る走行軌跡生成装置（走行軌跡生成部）を備えた車両の構成は、第１実施形態に係る走行軌跡生成装置（走行軌跡生成部１）を備えた車両と同様であり、運転者支援システムを備え、特にシステムによる自動運転制御及び運転者による手動運転制御を協調させて運転制御を行う車両である。すなわち本実施形態に係る走行軌跡生成部を備えた車両においては、自動運転制御中に運転者が操舵したハンドル舵角をセンサ３１によって検知した場合には、ＥＣＵ２によって手動運転制御と自動運転制御とを協調させることが可能な構成とされている。

また、本実施形態に係る走行軌跡生成部は、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１と同様に構成され、評価関数生成部２１が有する機能が相違する。すなわち、本実施形態に係る評価関数生成部２１は、運転者によって操舵された転舵量を評価する項を含み操舵の際に運転者が受ける違和感を評価するための評価関数を生成する機能を有している。また、評価関数生成部２１は、転舵量を評価する項の係数をハンドル角に基づいて決定する機能を有している。具体的には、車両５においてハンドル角に応じてタイヤ角を変化させる制御が行われている場合であって、運転者が操舵するハンドル角に応じたタイヤ角の変化量が大きいほど手動による介入度合いが大きいとして、転舵量を評価する項の係数を大きく設定する機能である。その他の機能は、第１実施形態の評価関数生成部２１と同様である。

次に、第３実施形態に係る走行軌跡生成部の動作について説明する。図６は、第３実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を示すフローチャートである。以下では、所定区間の目標到達時間を達成しつつ、乗員の乗り心地向上及び運転者の違和感解消の両方を実現した走行軌跡を生成する例を説明する。なお、走行軌跡生成部はステアリングギア比可変機構を有する操舵制御装置を備えた車両５に採用されているものとする。

図６に示す制御処理は、例えばイグニッションオンされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。

図６に示す制御処理が開始されると、評価関数生成部２１は、乗員数カウント処理から開始する（Ｓ５０）。Ｓ５０の処理は、評価関数生成部２１が実行し、センサ３１の着座センサ等から入力した情報に基づいて車両５内の運転者以外の乗員の有無を判定し、乗員がいると判定した場合には乗員の数Ｐ_Ｄをカウントし合計乗員数を算出する処理である。また、運転者以外の乗員がいると判定した場合には、第２実施形態の処理（図２のＳ１６）と同様に、乗員が着座している座標を入力する。Ｓ５０の処理が終了すると、評価関数の係数設定処理へ移行する（Ｓ５２）。

Ｓ５２の処理は、評価関数生成部２１が実行し、評価関数の係数を設定する処理である。本実施形態において求める走行軌跡は、所定の目標走行時間を満たす状態において、乗員の乗り心地向上及び運転者の違和感解消の両方を実現した走行軌跡であるので、評価関数には、到着時間を評価する項、運転者が受ける違和感を評価する項、及び乗員の乗り心地を評価する項を含んでおり、これらの項の係数をそれぞれ設定する。

まず、評価関数生成部２１は、運転者が受ける違和感を評価する項の係数を、手動運転制御の介入度合い（手動率Ｓ_Ｔ）に応じて設定する。手動率Ｓ_Ｔは、例えば図７に示すグラフのハンドル角タイヤ角対応マップによって決定される。このマップは、ステアリングギア比可変機能におけるギア比マップに対応するものであり、横軸がハンドル角、縦軸がタイヤ角、それぞれの正の値が右回転方向、負の値が左回転方向を示している。車両５は、運転者が操舵すると、このマップに基づいて、ステアリングギア比が変更される構成とされている。図示した基本マップＢＭは、ハンドル角に対してタイヤ角を４５°とした基本的なマップであり、例えば通常走行（ステアリングギア比が一定）を想定して予め用意されたものである。これに対して、システムが制御目標とする目標誘導タイヤ角（基本マップＢＭと誘導目標タイヤ角マップＧＭとの交点）Ｐ付近において、ハンドル角に対してタイヤ角の変化量を小さくしたハンドル角タイヤ角対応マップが誘導目標タイヤ角マップＧＭである。誘導目標タイヤ角マップＧＭは、走行中に目標走行軌跡から動的に生成してもよいし、道路形状に対応させて予め設定されていてもよい。このような誘導目標タイヤ角マップＧＭを誘導操舵制御に採用した場合、例えば運転者がハンドル角をＨ２に示す範囲内となるように操舵をすると、ハンドル角に対してタイヤ角があまり変化せず、操舵後のタイヤ角が誘導目標タイヤ角Ｐ付近になるように制御され、反対に、例えば運転者がハンドル角をＨ１，Ｈ３に示す範囲内となるように操舵をすると、通常走行かそれ以上にハンドル角に対してタイヤ角が変化するように制御される。すなわち、運転者がＨ２に示す範囲内を超えたハンドル操作をする場合は、システムが誘導する走行軌跡に満足していないことを示しており、この度合い（手動率Ｓ_Ｔ）を誘導目標タイヤ角マップＧＭの傾きとして評価する。手動率Ｓ_Ｔは、センサ３１が入力したハンドル角における誘導目標タイヤ角マップＧＭの傾きをＴ_Ｈとして以下式で表すことができる。

評価関数生成部２１は、式４で生成した手動率Ｓ_Ｔ及び補正係数μ_０（例えば、３以上）を用いて、運転者が受ける違和感を評価する項の係数Ｋ_ＪＢを式５のように設定する。

次に、評価関数生成部２１は、乗員の乗り心地を評価する項の係数を、乗員数に応じて設定する。最初に、評価関数生成部２１は、Ｓ５０の処理で検知した乗員数Ｐ_Ｄ及び手動率Ｓ_Ｔを用いて、運転者を含めた乗員数Ｐ_Ｃを式６に示す式を用いて算出する。

評価関数生成部２１は、式６を用いて算出した乗員数Ｐ_Ｃ、車両定員数Ｚ_０及び補正係数μ_１（例えば、３以上）を用いて、乗員の乗り心地を評価する項の係数Ｋ_ＪＡを式７のように設定する。

このように、評価関数生成部２１は、運転者が受ける違和感を評価する項の係数Ｋ_ＪＢ及び乗員の乗り心地を評価する項の係数Ｋ_ＪＡを設定する。なお、評価関数には、到着時間を評価する項が含まれているが、この係数は、他の係数との数学的関係により（１−Ｋ_ＪＡ−Ｋ_ＪＢ）と算出される。Ｓ５２の処理が終了すると、評価関数の生成処理へ移行する（Ｓ５４）。

Ｓ５４の処理は、評価関数生成部２１が実行し、Ｓ５２の処理で設定した評価関数の係数に基づいて評価関数を生成する処理である（評価関数生成ステップ）。評価関数生成部２１は、１つのブロックがｎ（ｎ：自然数）個のメッシュに分割されているとし、先頭からｎ番目のメッシュにおいて、メッシュ通過時間をｔ_ｎ、乗員の乗り心地を評価する評価関数（例えば、第１実施形態で説明した評価関数Ｊ１）をＪＡ、運転者が受ける違和感を評価する評価関数（例えば、第２実施形態で説明した評価関数Ｊ２）をＪＢとすると、Ｓ５２の処理で設定した評価関数の係数に基づいて以下式に示す評価関数を生成する。

評価関数生成部２１が式８に示す評価関数Ｊ３を生成すると、Ｓ５４の処理が終了し、走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ５６）。

Ｓ５６の処理は、収束演算部２２が実行し、ブロックの走行軌跡を、拘束条件を満足するように算出する処理である。最初に、収束演算部２２は、道路境界線に基づいた拘束条件である拘束条件を設定する。収束演算部２２は、例えば、第１実施形態と同様に、車両はブロックにおいては道路上を走行しなければならないという、基本的な拘束条件を設定する。

次に、収束演算部２２は、第１実施形態と同様に、前回求めた走行軌跡（初回の収束演算の場合には初期軌跡）を用いて、拘束条件を満たすべく今回の走行軌跡を生成する。Ｓ５６の処理が終了すると、拘束条件判定処理へ移行する（Ｓ５８）。

Ｓ５８の処理は、収束演算部２２が実行し、Ｓ５６の処理で生成した走行軌跡が、拘束条件を満足するか否かを判定する処理である。Ｓ５８の処理において、算出した走行軌跡が拘束条件を満たさないと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ再度移行する（Ｓ５６）。これにより、収束演算部２２は、第１実施形態と同様に、拘束条件を満たす走行軌跡を生成できるまで、Ｓ５６に示す収束演算とＳ５８に示す判定とを繰り返し行い（収束演算）、拘束条件を満たす走行軌跡を生成する（収束演算ステップ）。なお、Ｓ５６及びＳ５８の処理は、例えばブロックを所定距離で分割したメッシュごとにおいて行われる。

一方、Ｓ５８の処理において、生成した走行軌跡が拘束条件を満たすと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ６０）。Ｓ６０の処理は、第１実施形態と同様に、走行軌跡導出部２３が実行し、Ｓ５４の処理で生成した評価関数Ｊ３を用いて走行軌跡を導出する処理である。Ｓ６０の処理が終了すると、評価条件判定処理へ移行する（Ｓ６２）。

Ｓ６２の処理は、走行軌跡導出部２３が実行し、第１実施形態と同様に、Ｓ６０の処理で生成した走行軌跡を用いて、評価条件を満足しているか否かを判定する処理である。Ｓ６２の処理において、評価条件を満足していないと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ再度移行する（Ｓ６０）。これにより、走行軌跡導出部２３は、通過時間をなるべく短くし、運転者が受ける違和感を減らしつつ、乗員の乗り心地を向上させた走行軌跡を生成できるまでＳ６０に示す収束演算とＳ６２に示す判定とを繰り返し行い（収束演算）、運転者が受ける違和感を低減させた走行軌跡を生成する（走行軌跡導出ステップ）。Ｓ６２の処理が終了すると、図６に示す制御処理を終了する。

以上で図６に示す制御処理は終了する。このように、走行軌跡生成部は、運転者が受ける違和感を評価する項及び乗員の乗り心地を評価する項の両方を評価関数に含ませることにより、運転者が受ける違和感を抑制しながら乗員の乗り心地を向上させた走行軌跡を生成することができる。

上述した通り、第３実施形態に係る走行軌跡生成部によれば、評価関数生成部２１は、乗員の乗り心地を優先した際に運転者が受ける違和感の程度を運転者の介入の度合いによって規定することで、運転者の操舵操作の介入度合いが高いほど転舵量を評価する項の重み付けを自動で大きく設定できるので、運転者が受ける違和感の低減と乗員の乗り心地の向上を両立させることができる。

（第４実施形態）
第４実施形態に係る走行軌跡生成部は、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１とほぼ同様に構成されるものであって、走行軌跡生成部１と比べ、特に運転者の実操作による走行軌跡と理想的な走行軌跡とを比較して学習し、運転者が受ける違和感を抑制する機能を有する点が相違する。なお、第４実施形態においては、第１〜３実施形態と重複する部分は説明を省略し、相違点を中心に説明する。

本実施形態に係る走行軌跡生成装置（走行軌跡生成部）を備えた車両の構成は、第１実施形態に係る走行軌跡生成装置（走行軌跡生成部１）を備えた車両の構成と同様であり、運転者支援システムを備え、自動運転制御及び手動運転制御を切替可能な構成とされている。また、システムによる自動運転制御及び運転者による手動運転制御を協調させて運転制御を行える構成とされている。すなわち本実施形態に係る走行軌跡生成部を備えた車両において自動運転制御中に運転者が操舵したハンドル舵角をセンサ３１によって検知した場合には、ＥＣＵ２によって手動運転制御と自動運転制御とを協調させることが可能な構成とされている。

また、本実施形態に係る走行軌跡生成部は、第１実施形態に係る走行軌跡生成部１と同様に構成され、評価関数生成部２１が有する機能が相違する。すなわち、本実施形態に係る評価関数生成部２１は、運転者が実操作によって走行をした場合の走行軌跡（実走行軌跡）を取得する機能を有している。また、道路形状や運転者の希望する通過時間、燃費、乗員の乗り心地、及び運転者が受ける違和感を満たす理想的な走行軌跡（理想走行軌跡）を生成する機能を有している。さらに、取得した実走行軌跡と算出した理想走行軌跡とをそれぞれ比較して、その差が大きい走行軌跡に係る評価項目ほど、評価関数における当該評価項目を評価する項の重み付けを大きくする機能を有している。評価関数における評価項目としては、例えば、到達時間、燃費、操舵の際に運転者が受ける違和感、乗員の乗り心地等が含まれる。これらの評価項目の評価方法は、第１実施形態及び第２実施形態と同様である。また、その他の機能は、第１実施形態の評価関数生成部２１と同様である。

次に、第４実施形態に係る走行軌跡生成部の動作について説明する。図８は、第４実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を示すフローチャートである。以下では、所定区間の目標到達時間及び所定の低燃費を達成しつつ、乗員の乗り心地向上及び運転者の違和感解消の両方を実現した走行軌跡を生成する例を説明する。

図８に示す制御処理は、例えばイグニッションオンされてから所定のタイミングで繰り返し実行される。

図８に示す制御処理が開始されると、走行軌跡生成部は、手動運転確認処理を実行する（Ｓ７０）。Ｓ７０の処理は、ＥＣＵ２が実行し、運転者の実操作による完全な手動運転が行われているか否かを判定する処理である。例えば、ＥＣＵ２は、操舵制御部２８や加減速制御部２９が制御信号を出力しているか否かを確認し、制御信号が出力されていない場合には完全な手動運転制御中であると判定し、制御信号が出力されている場合には完全な手動運転制御でないと判定する。あるいは、自動運転フラグ等を用いてもよいし、操舵量を検知して手動運転であると判定してもよい。Ｓ７０の処理において、完全手動運転制御であると判定した場合には、各評価項目に係る走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ７２）。

Ｓ７２の処理は、評価関数生成部２１が実行し、各評価項目に係る走行軌跡を生成する処理である。ここでは、走行時間、燃費、運転者が受ける違和感、乗り心地の４つの評価項目を評価関数が含む場合を説明する。例えば、最も乗り心地のよい走行軌跡であれば、第１実施形態とほぼ同様に、車両の前後左右に発生する加速度及びジャークを評価する項のみを含んだ評価関数を用いて導出する。また、運転者が受ける違和感を最も低減した走行軌跡であれば、第２実施形態とほぼ同様に、転舵量を評価する項のみを含んだ評価関数を用いて導出する。また、最速走行軌跡であれば、通過時間を評価する項のみを含む評価関数、低燃費走行軌跡であれば、燃費を評価する項のみを含む評価関数をそれぞれ用いて導出する。導出方法として、具体的には、例えば、道路境界線に基づいた拘束条件を達成するように収束演算して走行軌跡を導出し、拘束条件を達成している状態において、評価関数を収束演算して走行軌跡を導出する。なお、低燃費走行軌跡においては、速度が０の場合が最も低燃費であるという解を除外するために、燃費を評価する項に比べて小さい重み付けで、通過時間を評価する項目を含んでもよい。このように、評価関数生成部２１は、各評価項目それぞれにおいて、最も理想的な走行軌跡を生成する。Ｓ７２の処理が終了すると、評価関数の係数生成処理へ移行する（Ｓ７４）。

Ｓ７４の処理は、評価関数生成部２１が実行し、評価関数が評価する評価項目にかかる項の係数をそれぞれ決定する処理である。まず、評価関数生成部２１は、運転者の実操作における走行軌跡を取得する。例えば、センサ３１からタイヤ角等を入力して走行軌跡を取得する。ここで、図９に示すように、区間ＡＢに示すブロックにおいて、Ｓ７４の処理で導出した最速走行軌跡をＲ２、低燃費走行軌跡をＲ３とし、実操作によって得られた走行軌跡がＲ４とすると、実操作の走行軌跡Ｒ４は低燃費走行軌跡Ｒ３に近いので、評価関数において低燃費を評価する項の係数を大きく設定することにより、実操作に近い走行軌跡を得ることができる。よって、評価関数生成部２１は、実操作における走行軌跡と、Ｓ７２の処理で導出した各評価項目における理想軌跡とをそれぞれ比較し、理想軌跡が実走行軌跡にどの程度類似しているかを、手動類似度Ｍを用いて確認する。例えば、実走行軌跡上の各地点（ｎ個）から最速走行軌跡の最も近い点までの距離をＬ_ｎとし、最速走行軌跡の手動類似度Ｍ_Ｈ１を以下式で表す。

評価関数生成部２１は、上述した最速走行軌跡の場合と同様の方法で、各評価項目に係る走行軌跡と実走行軌跡とを比較し、各手動類似度を算出する。ここでは、例えば、低燃費走行軌跡の手動率類似度Ｍ_Ｈ２、最も運転者が受ける違和感が抑制された走行軌跡の手動率類似度Ｍ_Ｈ３、最も乗り心地のよい走行軌跡の手動率類似度Ｍ_Ｈ４等を算出する。そして、評価関数生成部２１は、例えば、ある評価関数の評価項目にかかる走行軌跡の手動率類似度をＭ_Ｈｍとすると、その評価項目の係数Ｋ_Ｈｍを、以下式を用いて算出する。

評価関数生成部２１は、式１０を用いて各評価項目の係数Ｋ_Ｈｍを手動率類似度に基づいてそれぞれ決定する。ここでは、例えば、走行時間を評価する項の係数Ｋ_Ｈ１、燃費を評価する項の係数Ｋ_Ｈ４、運転者が受ける違和感を評価する項の係数Ｋ_Ｈ３、乗り心地を評価する項の係数Ｋ_Ｈ２を決定する。Ｓ７４の処理が終了すると、図８に示す制御処理は終了する。

一方、Ｓ７０の処理において、完全手動運転制御であると判定しない場合には、協調運転判定処理へ移行する（Ｓ７６）。Ｓ７６の処理は、ＥＣＵ２で実行され、自動運転制御と手動運転制御とを協調させた協調運転制御をしているか否かを判定する処理である。例えば、ＥＣＵ２は、センサ３１から操舵を検知しており、かつ、操舵制御部２８が制御信号を出力している場合には、協調運転制御をしていると判定する。他方、ＥＣＵ２は、センサ３１から操舵を検知していない場合には、協調運転制御をしていないと判定する。Ｓ７６の処理において、協調運転制御をしていると判定した場合には、走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ７８）。

Ｓ７８の処理は、収束演算部２２が実行し、ブロックの走行軌跡を、拘束条件を満足するように算出する処理である。最初に、収束演算部２２は、道路境界線に基づいた拘束条件である拘束条件を設定する。収束演算部２２は、例えば、第１実施形態と同様に、車両はブロックにおいては道路上を走行しなければならないという、基本的な拘束条件を設定する。また、例えば操作部３２から運転者によって到達時間（平均車速）が指定されている場合には、拘束条件に加える。この場合、後述する評価関数には到達時間を評価する項を除くために、到達時間を評価する項の係数を０に設定する。

次に、収束演算部２２は、第１実施形態と同様に、前回求めた走行軌跡（初回の収束演算の場合には初期軌跡）を用いて、拘束条件を満たすべく今回の走行軌跡を生成する。Ｓ７８の処理が終了すると、拘束条件判定処理へ移行する（Ｓ８０）。

Ｓ８０の処理は、収束演算部２２が実行し、Ｓ７８の処理で生成した走行軌跡が、拘束条件を満足するか否かを判定する処理である。Ｓ８０の処理において、算出した走行軌跡が拘束条件を満たさないと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ再度移行する（Ｓ７８）。これにより、収束演算部２２は、第１実施形態と同様に、拘束条件を満たす走行軌跡を生成できるまで、Ｓ７８に示す収束演算とＳ８０に示す判定とを繰り返し行い（収束演算）、拘束条件を満たす走行軌跡を生成する（収束演算ステップ）。なお、Ｓ７８及びＳ８０の処理は、例えばブロックを所定距離で分割したメッシュごとにおいて行われる。

一方、Ｓ８０の処理において、生成した走行軌跡が拘束条件を満たすと判定した場合には、燃費優先係数補正処理へ移行する（Ｓ８２）。Ｓ８２の処理は、評価関数生成部２１が実行し、評価関数における燃費を優先させる項を補正する処理である。評価関数生成部２１は、燃料残量に基づいてＳ７４の処理で生成した燃費を優先させる係数Ｋ_Ｈ４を補正する。例えば、センサ３１等から燃料残量を入力し、入力した燃料残量がタンク最大量の２５％未満である場合には、Ｋ_Ｈ４を２倍とする補正を行う。Ｓ８２の処理が終了すると、評価関数生成処理へ移行する（Ｓ８４）。

Ｓ８４の処理は、評価関数生成部２１が実行し、Ｓ７４、Ｓ７８、Ｓ８２の処理で決定した評価関数に含まれる項の係数に基づいて、評価関数を生成する処理である（評価関数生成ステップ）。評価関数生成部２１は、１つのブロックがｎ（ｎ：自然数）個のメッシュに分割されているとし、先頭からｎ番目のメッシュにおける、メッシュ通過時間をｔ_ｎ、乗員の乗り心地を評価する評価関数（例えば、第１実施形態で説明した評価関数Ｊ１）をＪＡ、運転者が受ける違和感を評価する評価関数（例えば、第２実施形態で説明した評価関数Ｊ２）をＪＢ、燃費を優先する評価関数をＪＣすると、燃費優先評価関数ＪＣの係数に基づいて以下式に示す評価関数Ｊ４を生成する。

なお、評価関数生成部２１は、Ｓ８２の処理において、燃費を評価する係数Ｋ_Ｈ４が補正されている場合には、その補正を反映する。また、Ｓ７８の処理において、到達時間を拘束条件の中に含ませた場合には、到達時間を評価する係数Ｋ_Ｈ１を０とする。Ｓ８４の処理が終了すると、走行軌跡生成処理へ移行する（Ｓ８６）。

Ｓ８６の処理は、走行軌跡導出部２３が実行し、Ｓ７８の処理で生成した評価関数を用いて走行軌跡を導出する処理である。走行軌跡導出部２３は、第１実施形態と同様に、収束演算部２２から拘束条件を入力し、入力した拘束条件を達成している状態で、例えば共役勾配法で用いられる補正式に基づいて、前回求めた走行軌跡（初回の収束演算ではＳ５６で算出した収束条件を満たした走行軌跡）の評価値が小さくなるように、前回求めた走行軌跡のパラメータを変更して今回の走行軌跡を生成する。Ｓ８６の処理が終了すると、評価条件判定処理へ移行する（Ｓ８８）。

Ｓ８８の処理は、走行軌跡導出部２３が実行し、Ｓ８６の処理で生成した走行軌跡を用いて、評価条件を満足しているか否かを判定する処理である。具体的には、走行軌跡導出部２３は、第１実施形態と同様に、Ｓ８６の処理で生成した走行軌跡を用いて評価関数Ｊ４から評価値を算出し、算出した評価値が最小となった場合には、評価条件を満足していると判定する。評価値が最小となったか否かの判定は、今回の処理までに算出した評価値の変動、すなわち評価値の微分値が０あるいは略０になった場合に、評価値が最小であると判定する。Ｓ８８の処理において、評価条件を満足していないと判定した場合には、走行軌跡生成処理へ再度移行する（Ｓ８６）。これにより、走行軌跡導出部２３は、通過時間をなるべく短くし、低燃費で、運転者が受ける違和感を減らしつつ、乗員の乗り心地を向上させた走行軌跡を生成できるまでＳ８６に示す収束演算とＳ８８に示す判定とを繰り返し行い（収束演算）、走行軌跡を生成する（走行軌跡導出ステップ）。Ｓ８８の処理が終了すると、図８に示す制御処理を終了する。

一方、Ｓ７６の処理において、協調運転制御をしていると判定した場合には、図８に示す制御処理を終了する。

以上で図８に示す制御処理は終了する。このように、走行軌跡生成部は、運転者が実際に操舵した走行軌跡と理想的な走行軌跡とを比べて、実操作の走行軌跡に近づくように学習して評価関数の重み付けを変更し走行軌跡を算出することができるので、運転者が受ける違和感を低減することができる。

上述した通り、第４実施形態に係る走行軌跡生成部によれば、運転者が実際に操作した走行軌跡と、道路状況や路面状態等によって決定される理想的な走行軌跡とを比較して学習し、運転者が実際に操舵した走行軌跡に近くなるように評価関数Ｊ４の係数を補正することができる。これにより、運転者が受ける違和感をより一層抑えることが可能となる。

なお、上述した各実施形態は本発明に係る走行軌跡生成方法又は走行軌跡生成装置の一例を示すものである。本発明に係る走行軌跡生成方法又は走行軌跡生成装置は、各実施形態に係る走行軌跡生成方法又は走行軌跡生成装置に限られるものではなく、各請求項に記載した要旨を変更しない範囲で、各実施形態に係る走行軌跡生成方法又は走行軌跡生成装置を変形し、又は他のものに適用したものであってもよい。

例えば、上記各実施形態の評価関数には、通過時間を評価する項、低燃費走行を評価する項等を評価する項目に応じて適宜含んでもよい。すなわち、通過時間を評価する項を含んだ評価関数とすることで、例えば第１実施形態においては、乗り心地に影響する区間においては加減速及びジャークを抑え、反対に、乗り心地に影響しない区間においては最大加減速及び最大ジャークを実行する走行軌跡とすることができる。また、低燃費走行を評価する項を含んだ評価関数とする場合には、横加速度評価係数Ｋ_Ｇｓを他の評価項目の係数よりも小さく設定することにより、カーブを高速で通過することが可能となり、最低限の乗り心地低下と燃費向上の両立が可能となる。また、車両５がハイブリット車両の場合であって、低燃費走行を評価する項を含んだ評価関数とする場合には、減速加速度評価係数Ｋ_Ｇｆを大きく設定することにより、エネルギーを大気放出させるような回生範囲を超えた減速が少なくなり、燃費向上と乗り心地との両立を図ることができる。

また、第１実施形態において、乗員の着座位置や乗員の乗り心地優先度に基づく評価関数の例を説明したが、これらを考慮しない場合であっても乗員の乗り心地の評価関数を導出できる。

また、第２実施形態において、評価関数には乗員の乗り心地を評価する項を含んでもよい。これにより、乗員の乗り心地の向上と運転者が受ける違和感の低減を達成した走行軌跡を生成することができる。また、第２実施形態においては、レーンチェンジの例を説明したが、レーンチェンジ以外の場面でも運転者が受ける違和感を評価した評価関数を用いて、運転者が受ける違和感を低減させた走行軌跡を生成することができる。

また、第３実施形態において、運転者の介入度合いを、マップを用いて導出する例を説明したが、運転者の介入度合いの求め方は他の方法でもよい。

さらに、第４実施形態において、通過時間、燃費、乗員の乗り心地、運転者が受ける違和感を評価する評価関数を用いた例を説明したが、評価関数は、これら４つの評価項目のうちの少なくとも２つ、又は他の評価項目としてもよい。さらに、優先係数の求め方は他の方法でもよい。

第１実施形態に係る走行軌跡生成部を備える車両の構成概要を示すブロック図である。 図１の走行軌跡生成部の動作を示すフローチャートである。 図１の走行軌跡生成部の動作を説明する概要図である。 第２実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を説明する概要図である。 第３実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を示すフローチャートである。 第３実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を説明する概要図である。 第４実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を示すフローチャートである。 第４実施形態に係る走行軌跡生成部の動作を説明する概要図である。

符号の説明

１…走行軌跡生成部（走行軌跡生成装置）、２…ＥＣＵ、２１…評価関数生成部（評価関数生成ステップ）、２２…収束演算部（収束演算ステップ）、２３…走行軌跡導出部（走行軌跡導出ステップ）。

Claims (10)

1. 車両の前後左右に発生する加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成する評価関数生成ステップと、
   道路境界線に基づいた拘束条件を達成するように収束演算して走行軌跡を導出する収束演算ステップと、
   前記拘束条件を達成している状態において、前記評価関数を収束演算して走行軌跡を導出する走行軌跡導出ステップと、
   を備え、
   前記評価関数生成ステップは、乗員の着座位置又は／及び乗員の乗り心地優先度に基づいて決定される位置を基準とした加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成することを特徴とする走行軌跡生成方法。
2. 前記評価関数生成ステップは、転舵量を評価する項を含み運転者が操舵時に受ける違和感の度合いを評価するための評価関数を生成することを特徴とする請求項１に記載の走行軌跡生成方法。
3. 前記評価関数生成ステップは、運転者の操舵操作の介入度合いが高いほど転舵量を評価する項の重み付けを大きくする様に重み付けした評価関数を生成することを特徴とする請求項２に記載の走行軌跡生成方法。
4. 前記評価関数生成ステップは、通過時間を評価する項又は／及び低燃費走行を評価する項を含む評価関数を生成することを特徴とする請求項１〜３の何れか一項に記載の走行軌跡生成方法。
5. 前記評価関数生成ステップは、
   前記評価関数の評価する項に係る評価項目を最も優先させた理想走行軌跡をそれぞれ導出し、
   実操作による実走行軌跡を取得し、
   前記実走行軌跡と前記理想走行軌跡とをそれぞれ比較し、その差が大きい走行軌跡に係る前記評価項目ほど前記評価項目を評価する項の重み付けを大きくする様に重み付けした評価関数を生成すること、を特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の走行軌跡生成方法。
6. 車両の前後左右に発生する加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成する評価関数生成部と、
   道路境界線に基づいた拘束条件を達成するように収束演算して走行軌跡を導出する収束演算部と、
   前記拘束条件を達成している状態において、前記評価関数を収束演算して走行軌跡を導出する走行軌跡導出部と、
   を備え、
   前記評価関数生成部は、乗員の着座位置又は／及び乗員の乗り心地優先度に基づいて決定される位置を基準とした加速度及びジャークを評価する項を含む評価関数を生成することを特徴とする走行軌跡生成装置。
7. 前記評価関数生成部は、転舵量を評価する項を含み運転者が操舵時に受ける違和感の度合いを評価するための評価関数を生成することを特徴とする請求項６に記載の走行軌跡生成装置。
8. 前記評価関数生成部は、運転者の操舵操作の介入度合いが高いほど転舵量を評価する項の重み付けを大きくする様に重み付けした評価関数を生成することを特徴とする請求項７に記載の走行軌跡生成装置。
9. 前記評価関数生成部は、通過時間を評価する項又は／及び低燃費走行を評価する項を含む評価関数を生成することを特徴とする請求項６〜８の何れか一項に記載の走行軌跡生成装置。
10. 前記評価関数生成部は、
    前記評価関数の評価する項に係る評価項目を最も優先させた理想走行軌跡をそれぞれ導出し、
    実操作による実走行軌跡を取得し、
    前記実走行軌跡と前記理想走行軌跡とをそれぞれ比較し、その差が大きい走行軌跡に係る前記評価項目ほど前記評価項目を評価する項の重み付けを大きくする様に重み付けした評価関数を生成すること、を特徴とする請求項６〜９の何れか一項に記載の走行軌跡生成装置。

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