(57)【要約】      （修正有）【課題】車両が走行している路面の勾配状況に応じて、安全かつ快適な走行を可能とする車両用制御装置を提供する。【解決手段】車両用制御装置は、路車間通信ユニットからの路面情報に基づいて、自車両が走行する路面の勾配を取得しＳ１１、取得された勾配に基づいて、先行車両に対する自車両の相対速度の許容上限値を規定する速度上限値分布を設定する。上り勾配における速度上限値分布は、平坦路における速度上限値分布Ｓ１６よりも、分布内の各地点における速度上限値が大きくなるように設定しＳ１３、下り勾配における速度上限値分布は、平坦路における速度上限値分布Ｓ１６よりも、分布内の各地点における速度上限値が小さくなるように設定されるＳ１５。【選択図】図１１
2019142429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車両の周辺に対象車両を検知する対象車両検知手段と、
前記対象車両の周辺領域に前記自車両と前記対象車両の相対速度の上限値を規定する速度上限値分布を設定する速度上限値分布設定手段と、
前記速度上限値分布に適合するように、前記対象車両の周辺領域を走行する前記自車両の速度又は／及び操舵を制御する走行制御手段と
を備えた車両用制御装置において、
前記自車両が走行している路面の勾配を検知する勾配検知手段と、
前記勾配検知手段により検知された前記路面の勾配に応じて前記速度上限値分布を変更する速度上限値分布変更手段と
を備えた車両用制御装置。
【請求項２】
請求項1に記載の車両用制御装置において、
速度上限値分布変更手段は、前記路面の勾配が上り勾配であるときには、前記路面が平坦路であるときよりも、分布内の各地点における前記相対速度の上限値が大きくなるように前記速度上限値分布を変更する車両用制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の車両用制御装置において、
速度上限値分布変更手段は、前記路面の勾配が下り勾配であるときには、前記路面が平坦路であるときよりも、分布内の各地点における前記相対速度の上限値が小さくなるように前記速度上限値分布を変更する車両用制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の車両用制御装置において、
速度上限値分布変更手段は、前記路面の勾配の絶対値が大きくなるほど、前記相対速度の上限値の変更度合いを大きくする車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の走行を支援する車両用制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、自動車等の車両においては、自車両と他車両の衝突が適切に回避されるように車両の走行を支援する車両用制御装置が用いられて来ている。例えば、特許文献１（特開２００６−２１８９３５号公報）には、自車と対象物との間に安全距離が確保されるように走行支援を行う車両用走行支援装置において、対象物の向きに応じて安全距離を設定するようにした発明が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２１８９３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
このように、車両用制御装置においては、自車両と対象車両の間には、衝突を回避するための車両間隔が確保されるような運転支援がなされ、車両走行の安全性が確保される。しかしながら、車両の好適な走行のためには、自車両と対象車両の車両間隔は、ただ単に安全性が確保されるだけではなく、快適な走行を行えるような適切な間隔（運転者の通常の運転間隔に沿った安全／安心を感じる間隔）へと制御される必要がある。さらに、このような車両間隔の制御は、自車両の走行環境（例えば、走行している路面がどのような勾配を有しているか）に応じて、きめ細やかに実行される必要がある。
【０００５】
本発明は、以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、車両が走行している路面の勾配状況に応じて、安全かつ快適な走行を可能とする車両用制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明にあっては、次のような解決方法を採択している。すなわち、請求項１に記載のように、
自車両の周辺に対象車両を検知する対象車両検知手段と、
前記対象車両の周辺領域に前記自車両と前記対象車両の相対速度の上限値を規定する速度上限値分布を設定する速度上限値分布設定手段と、
前記速度上限値分布に適合するように、前記対象車両の周辺領域を走行する前記自車両の速度又は／及び操舵を制御する走行制御手段と
を備えた車両用制御装置において、
前記自車両が走行している路面の勾配を検知する勾配検知手段と、
前記勾配検知手段により検知された前記路面の勾配に応じて前記速度上限値分布を変更する速度上限値分布変更手段と
を備えた。
【０００７】
上記解決手法によれば、自車両の走行している路面の勾配の変化に対応した自車両の制動距離の変化に応じて、速度上限値分布が適切に設定されるので、安全かつ快適な走行を実現できる。
【０００８】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２以下に記載の通りである。すなわち、速度上限値分布変更手段は、前記路面の勾配が上り勾配であるときには、前記路面が平坦路であるときよりも、分布内の各地点における前記相対速度の上限値が大きくなるように前記速度上限値分布を変更する（請求項２対応）。この場合、勾配が上り勾配であるため、平坦路に比べて制動距離が短くなり、対象車両の周辺を比較的高速で走行したとしても、素早く制動を行うことができるのに対して、相対速度の上限値が大きく設定されるので、不必要に遠い位置からブレーキアシストがかかるのを防止でき、ドライバの違和感を抑制できる。
【０００９】
速度上限値分布変更手段は、前記路面の勾配が下り勾配であるときには、前記路面が平坦路であるときよりも、分布内の各地点における前記相対速度の上限値が小さくなるように前記速度上限値分布を変更する（請求項３対応）。この場合、
勾配が下り勾配であるため、平坦路に比べて制動距離が長くなり、自車両を素早く制動するのが難しくなるのに対して、相対速度の上限値が小さく設定されるので、対象車両の周囲での自車両の速度が低速に制限され、適切な安全性を確保できる。
【００１０】
速度上限値分布変更手段は、前記路面の勾配の絶対値が大きくなるほど、前記相対速度の上限値の変更度合いを大きくする（請求項４対応）。この場合、勾配の変化による制動距離の変化（勾配の絶対値が大きくなるにしたがって制動距離も長くなる）に対して、より緻密に対応できる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、自車両が走行している路面の勾配に応じて、安全且つ快適な走行を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の制御系の一例を示すブロック構成図。
【図２】本発明の車両制御を説明するための説明図。
【図３】平坦路において先行車両がある場合の速度上限値分布の設定を示す図。
【図４】自車両と先行車両間の前後方向距離と相対速度上限値の関係の一例を示すグラフ。
【図５】上り勾配において先行車両がある場合の速度上限値分布の設定を示す図。
【図６】下り勾配において先行車両がある場合の速度上限値分布の設定を示す図。
【図７】平坦路、上り勾配、下り勾配のそれぞれにおける自車両と先行車両間の前後方向距離と相対速度上限値の関係の一例を示すグラフ。
【図８】上り勾配における補正係数の設定方法を示すグラフ。
【図９】下り勾配における補正係数の設定補法を示すグラフ。
【図１０】本発明の車両制御の一例の制御手順を示すフローチャート。
【図１１】速度上限値分布設定処理の一例を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
図１には、本発明の制御系（車両制御システム）の一例をブロック構成図で示す。図示されるように、制御系は、自車両１（図２参照）に搭載されるもので、ＥＣＵ１０と、複数の情報提供手段（センサ）と、複数の制御システムとを備えている。情報提供手段には、例えば、車載カメラ２１、ミリ波レーダ２２、車速センサ２３、測位システム２４、ナビゲーションシステム２５、路車間通信ユニット２６が含まれる。また、制御システムには、エンジン制御システム３１、ブレーキ制御システム３２、ステアリング制御システム３３が含まれる。
【００１５】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、各種プログラムを記憶するメモリ、入出力装置等を備えたコンピュータにより構成され、上記各センサから受け取った信号に基づき、上記各制御システムに対して制御信号を出力可能となっている。
【００１６】
車載カメラ２１は、車両１の周囲を撮像し、撮像した画像データを出力する。ＥＣＵ１０は、画像データに基づいて対象物（例えば、自車両１の前方に存在する車両）を特定する。ミリ波レーダ２２は、対象物の位置及び速度を測定する測定装置であり、自車両１の前方へ向けて電波（送信波）を送信し、対象物により送信波が反射された反射波（受信波）を受信することにより、送信波と受信波に基づいて、自車両１と対象物との間の距離（例えば、車間距離）や、自車両１に対する対象物の相対速度を測定する。なお、対象物の位置及び速度を測定する測定装置としては、ミリ波レーダ２２に代えて、レーザレーダや超音波センサ等、任意の測定装置を用いることができる。
【００１７】
車速センサ２３は、自車両１の絶対速度を検出するセンサである。測位システム２４は、自車両１の位置を算出する手段であり、例えばＧＰＳシステムやジャイロシステムから構成される。ナビゲーションシステム２５は、ＥＣＵ１０に地図情報を提供する手段である。
【００１８】
路車間通信ユニット２６は、道路インフラとの通信により各種情報を取得するための通信手段であり、無線通信のための通信機等から構成される。本実施形態においては、路車間通信ユニット２６によって、特に、自車両１が走行している路面の勾配情報が取得される。なお、路面の勾配情報は、Ｇセンサ等の他の検出手段を用いて取得するようにしてもよい。
【００１９】
エンジン制御システム３１は、自車両１のブレーキ装置を制御するためのコントローラである。ＥＣＵ１０は、自車両１を加速又は減速させる必要がある場合に、エンジン制御システム３１に対して、エンジン出力の変更を要求する信号を出力する。
【００２０】
ブレーキ制御システム３２は、自車両１のブレーキ装置を制御するためのコントローラである。ＥＣＵ１０は、自車両１を減速させる必要がある場合に、ブレーキ制御システム３２に対して、自車両１への制動力の発生を要求する信号を出力する。
【００２１】
ステアリング制御システム３３は、自車両１のステアリング装置を制御するコントローラである。ＥＣＵ１０は、自車両１の進行方向を変更するする必要がある場合に、ステアリング制御システム３３に対して、操舵方向の変更を要求する信号を出力する。
【００２２】
図２は、本実施形態の車両制御を説明するために、制御が行なわれる一場面を例示する図である。図示されるように、本発明の車両用制御装置を備えた自車両１は、走行路２上を走行しており、自車両１の前方（進行方向）に存在する対象物３を追い抜こうとしている。なお、本例において、対象物３は、走行路２の道路脇に駐車された停止車両である。
【００２３】
車両用制御装置は、対象物３の周囲の所定領域に、速度上限値分布４０を設定する。速度上限値分布４０は、自車両１と対象物３間の相対速度の許容される上限値を規定する２次元分布であり、速度上限値分布４０の各地点には、許容される相対速度の上限値Ｖlimが設定されている。図２においては、理解の便宜のため、速度上限値分布４０を、同一の上限値Ｖlimが設定された地点を結んだ等高線ａ、ｂ、ｃ、ｄで示している。なお、本例において、等高線ｄは、速度上限値分布４０が設定される領域の外縁を示している。
【００２４】
車両用制御装置は、自車両１が対象物３の周囲（速度上限値分布４０内）を走行する際に、自車両１と対象物３の相対速度Ｖが、自車両１の走行地点における速度上限値Ｖlimを上回ることがないように、自車両１の速度及び／又は操舵（走行ルート）を制御する。図２には、自車両１の走行ルート例として、自車両１の直進走行を維持して速度Ｖを速度上限値Ｖlim以下に制限する走行ルートＲ１と、自車両１の速度が制限されないように速度上限値分布４０の外側を迂回する走行ルートＲ２と、走行ルートＲ１と走行ルートＲ２の中間となる走行ルートＲ３（ある程度速度を制限しつつ、対象物３を迂回するルート）を、それぞれ破線で示されている。
【００２５】
速度上限値分布４０は、対象物３からの横方向距離及び縦方向距離が小さくなるほど（対象物に近づくほど）、速度上限値Ｖlimが小さくなるように設定される。図２においては、等高線ａ、ｂ、ｃ、ｄの順で、速度上限値Ｖlimが大きくなる。これにより、自車両１が対象物３とすれ違う（停止車両を追い抜く）際に、自車両１と対象物３との前後方向距離Ｄが小さくなるほど自車両１の速度が制限され、走行の安全性が確保されるようになっている。これは、自車両１のドライバにとっては、通常の運転間隔に合致した速度での走行を実現するものでもある。
【００２６】
なお、速度上限値分布４０は、必ずしも対象物３の全周にわたって設定されなくてもよく、例えば、対象物３の自車両１の存在する側（図の右側）にのみ設けるようにしてもよい。また、速度上限値分布４０を走行路２上のみに設定するようにしてもよい。
【００２７】
走行の制御は、車両用制御装置による自動運転で実行されるようにしてもよいし、自車両１のドライバによる運転操作（アクセル、ブレーキ、操舵の操作）を許容しつつ、車両用制御装置による運転のアシストがなされるようにしてもよい。
【００２８】
ドライバによる運転操作が行われない場合（自動運転の場合）、車両制御装置は、予め設定されたモードにしたがって自車両１の車速及び／又は操舵を制御する。モードは、例えば、（Ａ）直線優先モード、（Ｂ）中間モード、（Ｃ）速度優先モードの３種類のモードから選択される。
【００２９】
直線優先モードにおいては、自車両１の直進走行維持を優先するする制御がなされ、自車両１は、走行ルートＲ１に沿って走行する。速度優先モードにおいては、自車両１の車速維持を優先する制御がなされ、自車両１は、例えば走行ルートＲ２に沿って走行する。中間モードにおいては、自車両１の直進走行維持と車速維持のバランスをとった制御（例えば車速変化と操舵のいずれをも必要最小限とする制御）がなされ、自車両１は、例えば走行ルートＲ３に沿って走行することになる。
【００３０】
図３には、平坦な路面４を走行している自車両１に対して、対象物として先行車両５があるときに、先行車両５の周囲に設定される速度上限値分布４１を示す。図示の状態において、自車両１は速度上限値分布４１が設定される領域の外側（等高線ｄよりも外側）にあるが、自車両1が先行車両５に追いついていき、自車両１と先行車両５間の前後方向距離Ｄ（自車両１の走行方向の車両間隔であり、先行車両５の後端から自車両１の前端までの距離）が狭まっていくと、やがて自車両１は等高線ｄの内側に入り、自車両１の先行車両５に対する相対速度が、速度上限値分布４１によって設定された速度上限値を超えないように速度制御がなされ、先行車両５への衝突の危険が適切に回避される。
【００３１】
図４は、図３のように自車両１に対して先行車両５がある場合の速度上限値分布４１における速度上限値Ｖlimの設定例を示すグラフ（マップ）である。本グラフには、自車両１と先行車両５の前後方向距離Ｄに対する速度上限値Ｖlim（先行車両５に対する自車両１の相対速度の許容される上限値）の関係が示されている。
【００３２】
図示されるように、前後方向距離Ｄ（ｍ）が安全距離Ｄ0（ｍ）未満であるときには、速度上限値Ｖlim（ｋｍ／ｈ）は、０（ｋｍ／ｈ）に設定される（等高線ａの内側の領域内に自車両１が侵入した場合に相当する）。つまり、前後方向距離Ｄが安全距離Ｄ0以下の領域においては、自車両１の走行は禁止される。なお、安全距離Ｄ0は、例えば２ｍに設定される。
【００３３】
一方、前後方向距離Ｄが安全距離Ｄ0以上であるときには、速度上限値Ｖlimは、以下の式（１）に示すように、前後方向距離Ｄが増加するのにしたがって２次関数の関係で増加するように設定される。
Ｖlim＝αＫ×（Ｄ−Ｄ0）2／Ｖｓ  …（１）
ここで、Ｖｓ（ｋｍ／ｈ）は、現在の自車両１の車速である。また、Ｋは定数であるゲイン係数であり、αは補正係数である。詳しくは後述するように、補正係数αは自車両が走行している路面の勾配にしたがって変更されるもので、図３のように自車両１が平坦路を走行している場合には、α＝１に設定されている。このように速度上限値Ｖlimを設定することにより、先行車両５からの前後方向距離Ｄが短くなるほど、自車両１の速度制限が厳しくなるようになっている。
【００３４】
次に、図５及び図６を用いて、本発明の特徴となる制御、すなわち自車両１が勾配のある路面を走行する場合における制御について説明する。この制御において、車両用制御装置（ＥＣＵ１０）は、例えば路車間通信システム２６から自車両１が走行している路面の勾配に関する情報を取得し、路面の勾配に応じて、速度上限値分布を適切に変更する。すなわち、走行している路面の勾配によって、自車両１の制動距離が変わってくるので、この制動距離の変化を適切に反映するように、速度上限値分布が修正される。
【００３５】
図５に示すように、自車両１が走行している路面４Ａが上り勾配である場合には、自車両１の制動距離は平坦路よりも短くなるので、平坦路よりも先行車両５への追突回避をし易くなる。したがって、速度上限値分布を、平坦路における速度上限値分布４１（図５には破線で示す）と比較して、分布内の同一地点における速度上限値Ｖlimがより大きな値である速度上限値分布４２（図５には実線で示す）に変更する。
【００３６】
図示されるように、上り勾配における速度上限値分布４２は、平坦路における速度上限値分布４１における等高線ｂ、ｃ、ｄと同一の速度上限値Ｖlimを示す等高線ｂ１、ｃ１、ｄ１が、それぞれ等高線ｂ、ｃ、ｄよりも先行車両５側に狭まる。これにより、自車両１は、先行車両５に近い位置（前後方向距離Ｄが短い位置）まで、比較的高速で走行することが許容され、不必要に遠い位置からブレーキアシストがかかってしまうことが防止されるので、ブレーキアシストによってドライバに生じる違和感が抑制され、快適な走行が可能となる。
【００３７】
一方、図６に示すように、自車両１が走行している路面４Ｂが下り勾配である場合には、自車両１の制動距離は平坦路よりも長くなるので、先行車両５への追突回避のためには、平坦路よりも相対速度制限を厳しくする必要がある。したがって、速度上限値分布を、平坦路における速度上限値分布４１（図６には破線で示す）と比較して、分布内の同一地点における速度上限値Ｖlimがより小さな値である速度上限値分布４３（図６には実線で示す）に変更する。
【００３８】
図示されるように、下り勾配における速度上限値分布４３は、平坦路における速度上限値分布４１における等高線ｂ、ｃ、ｄと同一の速度上限値Ｖlimを示す等高線ｂ２、ｃ２、ｄ２が、それぞれ等高線ｂ、ｃ、ｄよりも自車両１側に拡がってくる。これにより、自車両１は、先行車両５と遠い位置（前後方向距離Ｄが長い位置）においても、厳しい速度制限がなされ、高い安全性が確保される。
【００３９】
次に、図７から図９を用いて、自車両１の走行路面の勾配に応じた速度上限値Ｖlimの変更例を示す。本例においては、上り勾配及び下り勾配においても、上記式（１）を用いて、先行車両５との前後方向距離Ｄに対する速度上限値Ｖlimを設定する。この場合、式（１）における補正係数αを、上り勾配においては１よりも大きな値に設定し、下り勾配においては１よりも値に設定することにより、適切な速度上限値Ｖlimが設定される。
【００４０】
図７には、車両１と先行車両５の前後方向距離Ｄに対する速度上限値Ｖlimの関係が、自車両１の走行路面の勾配が変わったときにどのように変化するかを示す。図示されるように、上り勾配のときの特性曲線Ａ２は、平坦路のときの特性曲線Ａ１よりも大きな傾きを有するものとなり、前後方向距離Ｄが短いときでも、平坦路の場合よりも高速走行が許容される。一方、下り勾配のときの特性曲線Ａ３は、平坦路のときの特性曲線Ａ１よりも傾きが緩やかなものとなり、前後方向距離Ｄが長くなっても、平坦路の場合よりも厳しく速度制限がなされることが分かる。
【００４１】
図８及び図９に一例を示すように、式（１）における補正係数αは、勾配の大きさにしたがって細かく変更するようにしてもよい。本例において、上り勾配の場合の補正係数αは、図７に示すように、勾配が大きくなるにしたがって、１から１．５まで、勾配に対して線形の関係で大きくなる。また、下り勾配の場合の補正係数αは、図８に示すように、勾配（の絶対値）が大きくなるにしたがって、１から０．５まで、勾配に対して線形の関係で小さくなる。これにより、補正係数αを、勾配の変化による自車両１の制動力の変化により細かく適合するように設定することができ、より適切な速度上限値分布の設定を行うことができる。
【００４２】
次に、図１０のフローチャートにしたがって、本発明の車両制御について説明する。
【００４３】
制御においては、まずステップＳ１において、自車両１のＥＣＵ１０は、複数のセンサから種々のデータを取得する。続くステップＳ２においては、ＥＣＵ１０は、各種センサから取得したデータに基づいて、対象物（対象車両）を検知する。
【００４４】
ステップＳ３においては、検知された各対象物に対して、速度上限値分布の設定がなされる。ステップＳ４においては、設定された速度上限値分布に適合するように、予め設定されたモードに応じて、自車両１の走行ルート及び走行ルートの各地点における車速を算出する。ステップＳ５においては、ステップＳ４で算出された走行ルート及び車速に基づいて、車両の走行の制御（加減速制御及び／又は操舵制御）を実行する。
【００４５】
図１１は、自車両１が走行している路面の勾配に応じた速度上限値分布設定（図１０のステップＳ３における処理に相当）の処理手順を示すフローチャートである。速度上限値分布の設定においては、まずステップＳ１１において、自車両１が走行している路面の勾配情報を取得する。続くステップＳ１２においては、走行路面が上り勾配であるか否かの判定がなされ、上り勾配であるときには、ステップＳ１３に進み、上り勾配用の速度上限値分布を設定して（式（１）における補正係数αを１よりも大きな値に設定して）、一巡の処理を終了する。
【００４６】
一方、ステップＳ１２において、上り勾配ではないとの判定がなされたときには、ステップＳ１４に進み、走行路面が下り勾配であるか否かの判定を行い、下り勾配であるときには、ステップＳ１５に進み、下り勾配用の速度上限分布を設定して（式（１）における補正係数αを１よりも小さな値に設定して）、一巡の処理を終了する。
【００４７】
一方、ステップＳ１４において、下り勾配でないと判定された場合には、走行路面が平坦路であることになるので、ステップＳ１６において、平坦路用の速度上限値分布を設定して（式（１）における補正係数αを１に設定して）、一巡の処理を終了する。
【００４８】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された範囲において適宜の変更が可能である。例えば、上記実施形態における速度上限値分布の設定は一例であり、制御に求められる条件に応じて、様々な設定を採用できる。
【産業上の利用可能性】
【００４９】
本発明は、自動車等の車両において安全且つ快適な走行を支援するための車両用制御装置として利用できる。
【符号の説明】
【００５０】
１  自車両
２  走行路
３  対象物（停止車両）
４  平坦な路面
４Ａ  上り勾配を路面
４Ｂ  下り勾配の路面
５  先行車両
１０  ＥＣＵ
２１  車載カメラ
２２  ミリ波レーダ
２３  車速センサ
２４  測位システム
２５  ナビゲーションシステム
２６  路車間通信ユニット
３１  エンジン制御システム
３２  ブレーキ制御システム
３３  ステアリング制御システム
４０  速度上限値分布
４１  平坦路において先行車両に設定される速度上限値分布
４２  上り勾配において先行車両に設定される速度上限値分布
４３  下り勾配において先行車両に設定される速度上限値分布
Ｄ  自車両と先行車両の前後方向距離
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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