(57)【要約】【課題】トラクタトラックなどの牽引車における自動制動制御を実現する。【解決手段】対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき導出されるＴＴＣが設定値を下回ったときに自動的に、時系列的に複数段階にわたり制動力または制動減速度を徐々に増大させる段階的な制動制御を行う。さらに、制動制御時にジャックナイフィング現象が発生しないように牽引車と被牽引車との連結部の回動を段階的制動制御の少なくとも最終段階で固定する。【選択図】  図１
2007210594.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自車の進行方向に有る対象物との距離を含むセンサ出力に基づき運転操作がなくとも自動的に制動制御を行う制御手段を備えた自動制動制御装置において、
前記制御手段は、前記センサ出力により得られた前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき導出される前記対象物と自車とが所定距離以下となるまでに要する時間の予測値が設定値を下回ったときに自動的に、時系列的に複数段階にわたり制動力または制動減速度を徐々に増大させる段階的な制動制御を行う段階的制動制御手段を備え、
自車は、被牽引車を牽引する牽引車であり、当該牽引車と前記被牽引車とは回動自在の連結部を有し、
前記段階的制動制御手段は、前記段階的な制動制御の少なくとも最終段階では、前記連結部の回動を固定する手段を備えた
ことを特徴とする自動制動制御装置。
【請求項２】
自車速が所定値未満であり、操舵角あるいはヨーレイトのとる値が所定範囲外であるときには、前記段階的制動制御手段の起動を禁止する手段を備えた請求項１記載の自動制動制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、貨物や乗客を輸送するための大型車（トラック、バス）に利用する。特に、被牽引車を牽引する牽引車（トラクタトラックなど）に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の電子制御化は、日進月歩で進歩し、これまでは運転者の判断のみに頼っていた事象についても車載したコンピュータによって行われるようになった。
【０００３】
その一つの例として、先行車と自車との間の距離（車間距離）をレーダによって監視し、車間距離が異常に接近した場合には、自動的に適切な制動制御を行い、万が一の衝突時に、その被害を小さく抑えるという自動制動制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−３１９６７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した自動制動制御装置は、乗用車においては既に実用化されつつあるが、同様の機能を、貨物や乗客を輸送するための大型車（トラック、バス）に利用しようとしたときに、解決しなければならない問題がある。
【０００６】
すなわち、大型車は乗用車と比較して質量がきわめて大きく、また、運転者自身の安全の他に、乗客や貨物の安全を確保しなければならず、乗用車の自動制動制御で行われているような単純な急制動制御だけでは所期の目的を達成することは困難であり、乗用車の場合と比較してより高度な自動制動制御を行う必要がある。しかし、そのような手段が確立されていないため、トラックやバスにおける自動制動制御装置は未だ実用化されていない。
【０００７】
さらに、トラクタトラックなどのように、被牽引車を牽引するための牽引車では、被牽引車と牽引車との質量の差が大きいため、制動に伴い、被牽引車が牽引車を押し出してしまうことにより、連結部から「く」の字形に折れ曲がる、いわゆるジャックナイフィングという現象を引き起こす場合がある。よって、牽引車において上述した自動制動制御を実施するためには、このようなジャックナイフィング現象を防止する対策が要求される。
【０００８】
本発明は、このような背景の下に行われたものであって、牽引車における自動制動制御を実現することができる自動制動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】
【０００９】
本発明は、自車の進行方向に有る対象物との距離を含むセンサ出力に基づき運転操作がなくとも自動的に制動制御を行う制御手段を備えた自動制動制御装置である。
【００１０】
ここで、本発明の特徴とするところは、前記制御手段は、前記センサ出力により得られた前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき導出される前記対象物と自車とが所定距離以下となるまでに要する時間の予測値が設定値を下回ったときに自動的に、時系列的に複数段階にわたり制動力または制動減速度を徐々に増大させる段階的な制動制御を行う段階的制動制御手段を備え、自車は、被牽引車を牽引する牽引車であり、当該牽引車と前記被牽引車とは回動自在の連結部を有し、前段階的制動制御手段は、前記段階的な制動制御の少なくとも最終段階では、前記連結部の回動を固定する手段を備えたところにある。
【００１１】
前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき導出される前記対象物と自車とが所定距離以下となるまでに要する時間の予測値とは、例えば、対象物と自車とが衝突するまでに要する時間の予測値（以下では、ＴＴＣ(Time To Collision)と呼ぶ）である。
【００１２】
すなわち、本発明の自動制動制御装置は、段階的な制動制御を行うことにより、トラックやバスなどの大型車においても車両の安定性を保ちつつ、衝突の際の衝撃を和らげることができる装置である。
【００１３】
さらに、本発明では、トラクタトラックなどの牽引車において、制動制御の少なくとも最終段階では、前記連結部の回動を固定することにより、制動時に発生する可能性があるジャックナイフィング現象についてもこれを抑制することができる。
【００１４】
ここで、段階的制動制御の最初の段階からではなく、少なくとも最終段階で前記連結部の回動を固定することにした理由は、段階的制動制御の初期段階では、まだ、運転者の操作によって、衝突を回避できる可能性が残っているため、段階的制動制御の初期段階では、運転者の操作の妨げにならないように、前記連結部は回動自在としておくことが望ましいからである。
【００１５】
また、自車速が所定値未満であり、操舵角あるいはヨーレイトのとる値が所定範囲外であるときには、前記段階的制動制御手段の起動を禁止する手段を備えることができる。
【００１６】
すなわち、本発明の自動制動制御装置が行う段階的制動制御は、例えば、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ以上であり、車線変更中や急カーブ走行中などのような大きなハンドル操作を行っていない状態での使用を想定しているため、それ以外の走行状態では、段階的制動制御の起動を制限することができる。
【００１７】
例えば、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であれば、車両の有する運動エネルギは少ないため、従来から乗用車に適用されているような単純な急制動制御を行っても支障はないので、段階的制動制御の起動を制限する。また、例えば、制動制御開始以前の操舵角が＋３０度以上あるいは−３０度以下であれば、これは車線変更中や急カーブ走行中であるので、段階的制動制御の適用事象外であり起動を制限する。この場合には、操舵角の代わりにヨーレイトを用いてもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、牽引車における自動制動制御を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明実施例の自動制動制御装置を図１ないし図８を参照して説明する。図１は本実施例の制御系統構成図である。図２は本実施例の牽引車の連結部を説明するための図である。図３は本実施例の回動を固定する手段を説明するための図である。図４は本実施例の制動制御ＥＣＵ(Electric Control Unit)の制御手順を示すフローチャートである。図５は制動制御ＥＣＵが有する被牽引車の積載貨物が小積時の制動パターンを示す図である。図６は制動制御ＥＣＵが有する被牽引車の積載貨物が半積時の制動パターンを示す図である。図７は制動制御ＥＣＵが有する被牽引車の積載貨物が定積時の制動パターンを示す図である。図８は制動制御ＥＣＵが有する本格制動パターンを示す図である。
【００２０】
図１に示すように、制動制御ＥＣＵ４、ゲートウェイＥＣＵ５、メータＥＣＵ６、エンジンＥＣＵ８、軸重計９、ＥＢＳ(Electric Breaking System)＿ＥＣＵ１０、回動固定制御ＥＣＵ１４はＶｅｈｉｃｌｅＣＡＮ（Ｊ１９３９）７を介してそれぞれ接続される。
【００２１】
また、ステアリングセンサ２、ヨーレイトセンサ３、車速センサ１３は、ゲートウェイＥＣＵ５を介してＶｅｈｉｃｌｅＣＡＮ（Ｊ１９３９）７にそれぞれ接続され、これらのセンサ情報は、制動制御ＥＣＵ４に取り込まれる。また、ブレーキ制御は、ＥＢＳ＿ＥＣＵ１０がブレーキアクチュエータ１１を駆動することによって行われる。なお、ＥＢＳ＿ＥＣＵ１０に対するブレーキ指示は、運転席（図外）のブレーキ操作および制動制御ＥＣＵ４によって行われる。運転者によるブレーキ操作の情報を含むブレーキ情報もＥＢＳ＿ＥＣＵ１０が出力して制動制御ＥＣＵ４に取り込まれる。エンジンＥＣＵ８は、エンジン１２の燃料噴射量制御その他のエンジン制御を行う。なお、エンジンＥＣＵ８に対する噴射量制御指示は運転席のアクセル操作によって行われる。また、制動制御ＥＣＵ４により出力された警報表示やブザー音がメータＥＣＵ６により運転席の表示部（図示省略）に表示される。ステアリングセンサ２以外の操舵に関連する制御系統は本発明とは直接関係が無いので図示を省略した。
【００２２】
本実施例は、図１に示すように、自車の進行方向に有る先行車あるいは落下物などの対象物との距離を測定するミリ波レーダ１、操舵角を検出するためのステアリングセンサ２、ヨーレイトを検出するためのヨーレイトセンサ３、自車速を検出するための車速センサ１３などのセンサ出力に基づき運転操作がなくとも自動的に時系列的に複数段階にわたり制動力を徐々に増大させる段階的な制動制御を行う制動制御ＥＣＵ４を備えた自動制動制御装置である。
【００２３】
制動制御ＥＣＵ４は、ミリ波レーダ１および車速センサ１３からのセンサ出力により得られた前記対象物と自車との相対距離および相対速度とに基づき導出されるＴＴＣが設定値を下回ったときに自動的に段階的な制動制御を行う。この段階的制動制御は、図５（ｂ）に示すように、時系列的に三段階にわたり制動力を徐々に増大させる。
【００２４】
図５（ｂ）の例では、まず、「警報」と記された第一段階で、０．１Ｇ程度の制動をＴＴＣ２．４秒から１．６秒までかける。この段階では、未だ、いわゆる急制動がかかった状態にはなっておらず、ストップランプが点灯することにより後続車に対し、これから急制動が行われることを知らせることができる。次に、「拡大領域制動」と記された第二段階で、０．３Ｇ程度の制動をＴＴＣ１．６秒から０．８秒までかける。最後に、「本格制動」と記された第三段階で、最大の制動（０．５Ｇ程度）をＴＴＣ０．８秒から０秒までかける。
【００２５】
なお、運転者が上記に示した制動力以上の強い制動操作を行った場合には、より強い制動力が優先して働くようにする。
【００２６】
本実施例の自動制動制御装置が搭載される車両は、図２に示すような被牽引車２１を牽引する牽引車２０であり、当該牽引車２０と被牽引車２１とは回動自在の連結部としてのキングピン１６を有する。
【００２７】
ここで、本実施例の特徴とするところは、制動制御ＥＣＵ４は、前記段階的な制動制御の少なくとも最終段階では、キングピン１６の回動を固定する回動固定制御部４０を備え、車両には、ドラム１７および摩擦材１８およびピストン１９を備えたところにある。
【００２８】
本実施例では、図５に示す「警報」の段階では、まだ、キングピン１６の回動を自在のままにしておき、「拡大領域制動」の段階において、キングピン１６の回動を固定する。このように制御する理由は、既に説明したように、「警報」の段階では、まだ、運転者の操作によって、衝突を回避できる可能性が残っているため、「警報」の段階では、運転者の操作の妨げにならないように、キングピン１６は回動自在としておく。
【００２９】
図３に示すように、キングピン１６にはドラム１７が取り付けられており、このドラム１７の周囲に、摩擦材１８を、ピストン１９を用いて押し付けることにより、キングピン１６の回動を固定する。ピストン１９は、図１に示すピストンアクチュエータ１５によって駆動され、このピストンアクチュエータ１５の制御は、回動固定制御ＥＣＵ１４により行われる。また、回動固定制御ＥＣＵ１４は、制動制御ＥＣＵ４の回動固定制御部４０からの回動固定指示を受けてピストンアクチュエータ１５を駆動する。
【００３０】
また、本実施例では、図５〜図７に示すように、制動制御ＥＣＵ４は、積載貨物の重量に応じて制動パターンを変更する制動パターン選択部４１を含む。変更する方法としては、制動制御ＥＣＵ４の制動パターン記憶部４２に、予め「被牽引車が小積時（例えば定積時の２５％）」、「被牽引車が半積時」、「被牽引車が定積時」における制御パターンを複数記憶しておき、制動パターン選択部４１は、重量に応じてこれらの制動パターンから適合（または近似）する制動パターンを選択することにより実現できる。積載貨物の重量情報は、図１に示す軸重計９によって得られ、制動制御ＥＣＵ４に取り込まれる。なお、軸重計９は、被牽引車２１側に設けられており、牽引車２０と被牽引車２１との連結時に、ケーブル２２によって、牽引車２０のＶｅｈｉｃｌｅＣＡＮ（Ｊ１９３９）７と接続される。
【００３１】
なお、以下の説明では、先行車を対象として説明するが、本実施例の自動制動制御装置は、道路上の落下物などに対しても有効である。
【００３２】
また、自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であり、操舵角が＋３０度以上あるいは−３０度以下であるときには、制動制御ＥＣＵ４は、段階的制動制御の起動を禁止する。なお、操舵角に代えてヨーレイトを用いることもできる。
【００３３】
すなわち、本実施例の自動制動制御装置が行う段階的制動制御は、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ以上であり、車線変更中や急カーブ走行中などのような大きなハンドル操作を行っていない状態での使用を想定しているため、それ以外の走行状態では、段階的制動制御の起動を制限することができる。
【００３４】
また、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であれば、車両の有する運動エネルギは少ないため、従来から乗用車に適用されているような単純な急制動制御を行っても支障はなく、段階的制動制御を実施する有用性は低いので、段階的制動制御の起動を制限する。または、制動制御開始以前の操舵角が＋３０度以上あるいは−３０度以下であれば、これは車線変更中や急カーブ走行中であるので、段階的制動制御の適用事象外であり段階的制動制御の起動を制限する。この場合には、操舵角の代わりにヨーレイトを用いてもよい。
【００３５】
本実施例では、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満であり１５ｋｍ／ｈ（自動制動制御（本格制動制御のみ）の有用性が認められる最低速度）以上である場合には、段階的制動制御は行わないが、図８に示すように、図５（ｂ）〜図７（ｂ）に示す本格制動制御のみは実施することとする。このような本格制動制御のみを実施する場合は、乗用車に用いられている従来の自動制動制御と同等の制動制御を適用することができる。なお、このような従来と同等の自動制動制御を適用する場合には車線変更中や急カーブ走行中であるか否かを判断するステップは必要ない。
【００３６】
次に、本実施例の自動制動制御装置の動作を図４のフローチャートを参照しながら説明する。図４は被牽引車２１が小積時（図５）の制動パターンを例にとって説明を行うが、被牽引車２１が半積時（図６）または被牽引車２１が定積時（図７）においても図４のフローチャートの手順に準じる。図４に示すように、制動制御ＥＣＵ４は、先行車との車間距離および先行車の車速をミリ波レーダ１により測定して監視する。また、自車速を車速センサ１３により測定して監視する。さらに、軸重計９により積載貨物の重量を測定して監視する。制動制御ＥＣＵ４の制動パターン選択部４１は、当該重量の測定結果に基づき制動パターン（図５〜図７）のいずれかを予め選択する（Ｓ１）。以下の説明は、図５の制動パターンを選択した例である。
【００３７】
続いて、制動制御ＥＣＵ４は、車間距離、自車速、先行車の車速によりＴＴＣを計算する（Ｓ２）。計算方法は、
車間距離／（自車速−先行車の車速）
である。制動制御ＥＣＵ４は、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ以上であり（Ｓ３）、制動制御開始以前の操舵角が＋３０度以下であり−３０度以上であり（Ｓ４）、ＴＴＣが図３（ａ）に示す（１）の領域にあれば（Ｓ５）、「警報」制動制御を実行する（Ｓ８）。また、ＴＴＣが図３（ａ）に示す（２）の領域にあれば（Ｓ６）、「拡大領域制動」制御を実行すると共に回動固定制御部４０が回動固定制御ＥＣＵ１４に対して回動固定指示を行い、キングピン１６の回動固定を行う（Ｓ９）。また、ＴＴＣが図３（ａ）に示す（３）の領域にあれば（Ｓ７）、「本格制動」制御を実行すると共に、引き続き、回動固定制御部４０が回動固定制御ＥＣＵ１４に対して回動固定指示を行い、キングピン１６の回動固定を行う（Ｓ１０）。
【００３８】
また、制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ未満１５ｋｍ／ｈ以上であり（Ｓ３、Ｓ１１）、ＴＴＣが図３（ｃ）に示す（４）の領域にあれば（Ｓ１２）、制動制御ＥＣＵ４は、運転者に対して先行車との相対距離が近いことを報知する（Ｓ１３）。報知は、警報表示やブザー音により行う。さらに、ＴＴＣが図３（ｃ）に示す（５）の領域にあれば（Ｓ１４）、「本格制動」制御を実行すると共に回動固定制御部４０が回動固定制御ＥＣＵ１４に対して回動固定指示を行い、キングピン１６の回動固定を行う（Ｓ１０）。
【００３９】
なお、ステアリングセンサ２からの操舵角の代わりにヨーレイトセンサ３からのヨーレイトを利用することもできる。あるいは、操舵角とヨーレイトを併用してもよい。
【００４０】
ここで、図５〜図７について説明する。図５〜図７における直線ｃ、ｆ、ｉは、操舵回避限界直線と呼ばれるものである。また、図５〜図７における曲線Ｂ、Ｄ、Ｆは、制動回避限界曲線と呼ばれるものである。
【００４１】
すなわち、操舵回避限界直線とは、障害物までの一つの相対距離および障害物との一つの相対速度の関係において、所定のＴＴＣ以内にハンドル操作によって衝突を回避可能な限界を示す直線である。また、制動回避限界曲線とは、障害物までの一つの相対距離および障害物との一つの相対速度の関係において、所定のＴＴＣ以内に制動操作によって衝突を回避可能な限界を示す曲線である。
【００４２】
図５〜図７において、これらの直線または曲線の下側の領域の内、双方が共に関わる領域では、もはやハンドル操作によってもブレーキ操作によっても衝突を回避することはできない。
【００４３】
例えば、図５の被牽引車２１が小積時の例では、直線ｃは、ＴＴＣが０．８秒に設定されている。本実施例では、操舵回避限界直線ｃの上側に、ＴＴＣが１．６秒である場合の直線ｂを設け、ＴＴＣが２．４秒である場合の直線ａを設ける。また、ＴＴＣが０．８秒に設定された制動回避限界曲線Ｂの上側にＴＴＣが１．６秒に設定された曲線Ａを設ける。
【００４４】
当初の車両の状態は、図５の黒点Ｇに示す障害物との相対距離および相対速度を有している。制動制御開始以前の自車速が６０ｋｍ／ｈ以上であるときに、次第に相対距離が短くなり、直線ａの位置に来たときには、警報モードとなる（領域（１））。警報モードでは、０．１Ｇ程度の制動をＴＴＣ２．４秒〜１．６秒までかける。この期間は、ストップランプを点灯させ、後続車にブレーキをかけることを知らせる意義がある。さらに相対速度が下がり、直線ｂの位置に来たときには、拡大領域制動モードとなる（領域（２））。拡大領域制動モードでは、０．３Ｇ程度の制動をＴＴＣ１．６秒〜０．８秒までかけると共にキングピン１６の回動固定を行う。直線ｃの位置に来たときには、本格制動モードとなる（領域（３））。本格制動モードでは、最大の制動（０．５Ｇ程度）をＴＴＣ０．８秒〜０秒までかけると共にキングピン１６の回動固定を行う。図４のステップＳ２の計算によれば、このときに衝突が起こることになる。しかし、ステップＳ２の計算結果よりも実際のＴＴＣは長くなる。
【００４５】
すなわち、本発明が対象とする自動制動制御装置におけるＴＴＣの計算では、精密な距離測定や複雑な演算処理を極力省き、汎用の簡易な距離測定装置（例えば、ミリ波レーダ）や演算装置を用いることを前提としている。このような配慮は、車両の製造コストあるいは維持費を低く抑えるために有用である。
【００４６】
よって、厳密には、対象物である先行車と自車とは、制動（減速）によって等加速度運動を行っているのであるから、ＴＴＣ計算も等加速度運動に基づき計算しなければならないところを、単に等速運動を行っているものとしてＴＴＣを計算することにより、精密な距離測定や複雑な演算処理を省いている。
【００４７】
また、このような等速運動とみなした計算を行うことにより、計算されたＴＴＣの値は実際のＴＴＣの値よりも小さくなるが、これは安全側への誤差であるから容認しても何ら支障はない。
【００４８】
さらに、制動制御開始以前の自車速が１５ｋｍ／ｈ以上であり６０ｋｍ／ｈ未満であるときには、次第に相対距離が短くなり、直線ｂの位置に来たときには、報知モードとなる（領域（４））。報知モードでは、運転者に対して警報表示やブザー音によって、障害物との相対距離が短くなっていることを知らせる。直線ｃの位置に来たときには、本格制動モードとなる（領域（５））。本格制動モードでは、最大の制動（０．５Ｇ程度）をＴＴＣ０．８秒〜０秒までかけると共にキングピン１６の回動固定を行う。
【００４９】
また、図６は被牽引車２１が半積時の例であり、図７は被牽引車２１が定積時の例であるが、等しい制動力同士で比べれば、積載貨物の重量が増すにつれて制動距離も長くなるため、操舵回避限界直線および制動回避限界曲線も図の上方にそれぞれ移動する。これにより、領域（１）、（２）、（３）
、（４）、（５）の面積は、積載貨物の重量に応じて大きくなる。
【００５０】
図５における直線ａ〜ｃは、図６における直線ｄ〜ｆ、図７における直線ｇ〜ｉに対応し、図５における曲線Ａ、Ｂは、図６における曲線Ｃ、Ｄ、図７における曲線Ｅ、Ｆに対応し、図５における黒点Ｇは、図６における黒点Ｈ、図７における黒点Ｉに対応する。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明によれば、牽引車における自動制動制御を実現することができ、交通安全に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本実施例の制御系統構成図。
【図２】本実施例の牽引車の連結部を説明するための図。
【図３】本実施例の回動を固定する手段を説明するための図。
【図４】本実施例の制動制御ＥＣＵの制御手順を示すフローチャート。
【図５】制動制御ＥＣＵが有する被牽引車が小積時の制動パターンを示す図。
【図６】制動制御ＥＣＵが有する被牽引車が半積時の制動パターンを示す図。
【図７】制動制御ＥＣＵが有する被牽引車が定積時の制動パターンを示す図。
【図８】制動制御ＥＣＵが有する本格制動パターンを示す図。
【符号の説明】
【００５３】
１  ミリ波レーダ
２  ステアリングセンサ
３  ヨーレイトセンサ
４  制動制御ＥＣＵ
５  ゲートウェイＥＣＵ
６  メータＥＣＵ
７  ＶｅｈｉｃｌｅＣＡＮ（Ｊ１９３９）
８  エンジンＥＣＵ
９  軸重計
１０  ＥＢＳ＿ＥＣＵ
１１  ブレーキアクチュエータ
１２  エンジン
１３  車速センサ
１４  回動固定制御ＥＣＵ
１５  ピストンアクチュエータ
１６  キングピン
１７  ドラム
１８  摩擦材
１９  ピストン
２０  牽引車
２１  被牽引車
２２  ケーブル
４０  回動固定制御部
４１  制動パターン選択部
４２  制動パターン記憶部
【図１】
2007210594.tif 000003
【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】
2007210594.tif 000009
【図８】
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