JP7447881B2 - 作業車両 - Google Patents

Description

本発明は、作業車両に関する。

従来、苗の植え付け作業を行う場合に、畔付近において、走行車体を後進させた後に、旋回させるバックターンを実行する苗移植機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５－１８５１２９号公報

バックターンを自動旋回によって実行する場合、圃場に合った自動旋回を実行できないおそれがあり、改善の余地がある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、自動旋回によってバックターンを実行する場合に、適切に自動旋回させる作業車両を提供することを目的とする。

上記した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の一態様に係る作業車両（１）は、走行車体（２）と、走行車体（２）に設けられた苗植付部（４）と、走行車体（２）の操舵輪（１０）の舵角を制御し、走行車体（２）を自動旋回させる制御装置（１００）と、を備える。制御装置（１００）は、自動旋回を実行する場合に、走行車体（２）が直進状態となるように舵角を制御して走行車体（２）を所定距離後進させて、走行車体（２）を停止させた後に、舵角を制御して走行車体（２）を旋回させ、舵角を所定舵角として走行車体（２）の旋回を開始させ、走行車体（２）の角速度が所定角速度となるように、舵角を所定舵角から、走行車体（２）が直進状態となる基準舵角側に変更する。所定距離は変更可能である。

実施形態の一態様によれば、作業車両は、自動旋回によってバックターンを実行する場合に、適切に自動旋回させることができる。

図１は、作業車両を示す側面図である。 図２は、作業車両を示す平面図である。 図３は、苗移植機の制御装置を中心とした制御系を示すブロック図である。 図４は、実施形態に係るティーチング走行による作業領域の設定方法を示す図である。 図５は、作業領域において往復工程の端まで走行した走行車体を示す図である。 図６は、所定距離を設定するメータパネルの一例を示す図である。 図７は、自動旋回を説明する図である。 図８は、実施形態に係る自動旋回処理を説明するフローチャートである。

（作業車両の概要）
まず、図１および図２を参照して実施形態に係る作業車両１の概要について説明する。図１は、作業車両１を示す側面図である。図２は、作業車両１を示す平面図である。

なお、以下の説明では、前後方向とは、作業車両１の直進時における進行方向であり、進行方向の前方側を「前」、後方側を「後」と規定する。作業車両１の進行方向とは、直進時において、操縦席４１からハンドル３５（ステアリング装置）に向かう方向である（図１および図２参照）。

左右方向とは、前後方向に対して水平に直交する方向であり、「前」側へ向けて左右を規定する。すなわち、操縦者（作業者ともいう。）が操縦席４１に着席して前方を向いた状態で、左手側が「左」、右手側が「右」である。

上下方向とは、鉛直方向である。前後方向、左右方向および上下方向は互いに直交する。各方向は説明の便宜上定義したものであり、これらの方向によって本発明が限定されるものではない。

実施形態では、作業車両１を、圃場作業装置として苗植付部４を備え、圃場に苗を受け付ける乗用型の苗移植機１として説明する。図１および図２に示すように、苗移植機１は、走行車体２の後側に昇降リンク機構３を介して、圃場に苗を植え付ける昇降可能な苗植付部４を備える。

走行車体２の後部上側には施肥装置５の本体部分が配置される。なお、作業車両１が苗移植機１ではない場合、種子を供給する播種装置などを作業装置として備える場合がある。

走行車体２は、車輪であり駆動輪である、左右の前輪１０および後輪１１を備える四輪駆動車両である。走行車体２の車体骨格を構成するメインフレーム１５の前側には、苗植付部４などに駆動力を伝達するミッションケース１３と、エンジン３０から供給される駆動力、すなわち、エンジン３０で発生した回転をミッションケース１３に出力する油圧式の無段変速装置１４とが設けられる。

無段変速装置１４は、いわゆるＨＳＴ（Hydro Static Transmission）と呼ばれる静油圧式の無段変速機である。以下では、無段変速装置がＨＳＴ１４である場合を説明する。

ミッションケース１３内には、高速モードでの路上走行時や、低速モードでの苗の植え付け時などにおける走行車体２の走行モードを切り替える副変速機構１６が設けられる。ミッションケース１３の左右側方には、前輪ファイナルケース１０ａが設けられ、左右の前輪ファイナルケース１０ａの操向方向を変更可能な前輪支持部からそれぞれ外向きに突出する左右の前車軸１０ｂに前輪１０が取り付けられる。

また、メインフレーム１５の後部側には、横方向に設けられた後部フレーム２２（図２参照）の左右両側に後輪ギヤケース１１ａが取付けられ、後輪ギヤケース１１ａからそれぞれ外向きに突出する左右の後車軸１１ｂに後輪１１がそれぞれ取り付けられる。

また、後部フレーム２２の上部には、昇降リンク機構３を支持する左右のリンク支持フレーム２３が上方に向けて突設される。左右のリンク支持フレーム２３の下部側で、かつ、左右の間には、左右一対のロワリンクアーム２４が設けられる。左右のロワリンクアーム２４の左右の間に、油圧により作動する昇降シリンダ２５が設けられる。

昇降シリンダ２５の上方には、アッパリンクアーム２６が設けられ、平行リンク機構である昇降リンク機構３が構成される。なお、それぞれ一端が走行車体２側に連結された、左右のロワリンクアーム２４と、昇降シリンダ２５と、アッパリンクアーム２６の他端側とは、苗植付部４の前部に装着される。

また、メインフレーム１５上には、エンジン３０が搭載される。エンジン３０の回転動力が、ベルト伝動装置２１およびＨＳＴ１４を介してミッションケース１３に伝達される。ミッションケース１３に伝達された回転動力は、ミッションケース１３内の副変速機構１６により変速された後、走行動力と外部取り出し動力に分けられる。

また、エンジン３０の回転動力は、図示しない油圧ポンプに伝達される。油圧ポンプで発生した油圧は、ＨＳＴ１４や、ハンドル３５のパワーステアリング機構８８（図３参照）や、昇降シリンダ２５などに供給される。

ミッションケース１３に伝達された回転動力から取り出される外部取り出し動力は、走行車体２の後部に設けられた植付クラッチケース２７に伝達され、植付クラッチケース２７から植付伝動軸６７によって苗植付部４に伝達される。

一方、ミッションケース１３の後部には、左右のドライブシャフト４２が設けられる。エンジン３０からの回転動力は、ミッションケース１３およびドライブシャフト４２を介して左右の後輪ギヤケース１１ａに伝動される。

なお、左右のドライブシャフト４２よりも伝動方向上手側には、左右のドライブシャフト４２に対する動力伝達を入切するサイドクラッチ４４（図３参照）が配置される。図１に示すように、操縦席４１の前側下部であり、かつ、左右一側には、左右のサイドクラッチ４４を入切操作するサイドクラッチペダル４３ａが設けられる。

左右のサイドクラッチペダル４３ａのうち、旋回内側のサイドクラッチペダル４３ａを踏み込んでサイドクラッチ４４を切状態にしてからハンドル３５を操作して旋回走行すると、旋回内側の後輪１１の駆動回転を完全に遮断することができる。

走行車体２の前側上部には、各部の操作を行う操縦パネル３８を上部に配置されたボンネット３９が設けられる。操縦パネル３８には、モニタ８６（図３参照）などが設けられる。

また、ボンネット３９には、走行車体２を操舵するハンドル３５、ＨＳＴ１４や苗植付部４を操作する変速操作レバー３６、副変速機構１６を操作する副変速操作レバー３７などが設けられる。

また、ボンネット３９の前側には、開閉可能なフロントカバー４０が設けられる。フロントカバー４０の内部には、燃料タンクやバッテリ、ハンドル３５の操舵に左右の前輪１０および左右の前輪ファイナルケース１０ａの下部側を回動させる連動機構が設けられる。前輪１０は、例えば、ハンドル３５の操舵に応じて転舵する操舵輪である。

ボンネット３９よりも後側で、かつ、エンジン３０の上方位置には、エンジン３０の上部および側部を覆うエンジンカバー３０ａが設けられ、エンジンカバー３０ａの上部には操縦者が着席する操縦席４１が設けられる。

操縦席４１の後側であって、メインフレーム１５の後端側には、施肥装置５が設けられる。施肥装置５の駆動力は、左右の後輪ギヤケース１１ａの左右一側から施肥装置５に臨むように設けられる、施肥伝動機構によって伝達される。

エンジンカバー３０ａおよびボンネット３９の下部における左右両側は、略水平なフロアステップ３３が形成される。フロアステップ３３は、図２に示すように、一部格子状であり、たとえば、フロアステップ３３を歩く操縦者の靴などについた泥が落ちても、落ちた泥などが圃場に落下する。

また、フロアステップ３３の後方には、図２に示すように、リヤステップ３３０が連接される。リヤステップ３３０の表面には、作業時に足が滑りにくくなるように、たとえば、複数の突起パターンが形成された滑り止め加工が施されることが好ましい。

また、走行車体２の前側であり、かつ、左右両側には、苗枠支柱５１に複数の予備苗載せ台５２を上下方向に間隔を空けて配置する予備苗枠５０がそれぞれ設けられ、苗植付部４に補充される苗や肥料袋などの作業資材が載置可能となっている。

また、昇降リンク機構３の後端部には、圃場に植え付ける苗を積載する苗タンク５３が、左右方向に摺動させる摺動機構と共に装着されている。苗タンク５３には、上下方向に長い苗仕切フェンス５４が左右方向に所定間隔を空けてそれぞれ配置される。苗タンク５３の下方には、積載された苗を掻き取って圃場に植え付ける苗植付装置５５が配置される。

苗植付装置５５は、苗仕切フェンス５４により区切られた植付作業条数と同数、すなわち、８条同時に植え付けるものであり、植付伝動ケース５６が苗タンク５３の下方に間隔を空けて４つ配置され、植付伝動ケース５６の左右両側に回転しながら植込杆５８により苗を取って圃場に植え付ける植付ロータリ５７がそれぞれ装着される。

施肥装置５は、肥料が貯留される施肥ホッパ７０が、苗植付部４の作業条数と同数（図２に示す例では、８条分）に仕切られている。なお、８条分の施肥ホッパ７０は、左右方向に長いため肥料の投入や着脱の利便性が低下するので、４条ずつに仕切られたものを左右にそれぞれ並べる、いわゆるサイド施肥構造であってもよい。

施肥ホッパ７０の下部には、肥料を設定量ずつ供給する繰出装置７１が１条ごとに設けられる。繰出装置７１の下方には、肥料を移動させる搬送風が通過する通風ダクト７２が左右方向に設けられる。繰出装置７１の下方には、苗植付部４の苗植付位置の近傍に肥料を案内する施肥ホース７３が設けられる。また、通風ダクト７２の一側端部には、ブロア用電動モータ７６により作動して搬送風を発生するブロア７４が設けられる。

図１および図２に示すように、苗植付部４の下方には、圃場面に接地して滑走するセンターフロート６２Ｃと、左右２つずつのサイドフロート６２Ｌ、６２Ｒとが、軸まわりに回動自在に設けられる。なお、センターフロート６２Ｃおよび左右のサイドフロート６２Ｌ、６２Ｒを総称してフロート６２という場合がある。

また、苗植付部４の下方において、フロート６２よりも前側には、圃場面の凹凸を整地する整地ロータ６３が設けられる。など、整地ロータ６３には、左右他側の後輪ギヤケース１１ａからロータ伝動シャフト６３ａを介して駆動力が伝達される。

また、図１に示すように、苗植付部４の左右両側には、左右いずれか一方が圃場面に接地して、次の作業条（次工程）における走行の目安とする溝を形成する線引きマーカ６５がそれぞれ設けられる。左右の線引きマーカ６５は、左右一側が接地すると他側が上方に離間し、旋回時に苗植付部４を上昇させたときには左右両側共に上方に離間し、旋回後に苗植付部４が下降すると、左右一側が上方に離間して他側が接地する。

また、図１および図２に示すように、走行車体２の左右中央部であり、かつ、ボンネット３９の前方には、上下方向に長いセンターマスコット６６が設けられる。センターマスコット６６を左右の線引きマーカ６５により圃場に形成された溝に合わせることにより、直前の作業条の作業位置に合わせた走行が可能になり、作業精度の向上や、非作業の発生防止を図ることができる。

なお、圃場の土質によっては、左右の線引きマーカ６５により形成されたガイド線がすぐに埋もれてしまい、直進の目安が消えてしまうことがある。このような場合には、左右の線引きマーカ６５よりも前側に設けられた左右のサイドマーカ１９を用いるとよい。すなわち、左右のサイドマーカ１９を外側方向に移動させ、植え付けられた苗の上方にサイドマーカ１９を位置させることで、前の作業条の苗の植え付けに合わせた植付作業が可能になる。

また、図１に示すように、苗移植機１は、位置取得装置１５０を備える。位置取得装置１５０は、苗移植機１の現在の位置、および方位を取得する。位置取得装置１５０は、例えば、方位センサや、ＧＰＳ（Global Positioning System）やＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）などの測位手段を含む。位置取得装置１５０は、複数の装置によって構成されてもよい。位置取得装置１５０は、カメラや、超音波センサを含んでもよく、圃場における旋回位置を取得し、旋回位置までの距離を検出してもよい。

例えば、位置取得装置１５０は、測位手段から測位情報を受け取り、受け取った測位情報に基づいて走行車体２の現在の位置情報、および方位情報を作成し、現在の位置、および方位を取得する。位置取得装置１５０は、たとえば、取付ステー５９に取り付けられ、走行車体２の上方に配置される。

位置取得装置１５０による位置情報に基づいて作成される、直進制御用プログラムと、旋回制御用プログラムとは、互いに別の場所に格納される。直進制御用プログラムは、たとえば、位置取得装置１５０内の直進制御用ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００ａに格納され、旋回制御用プログラムは、たとえば、ボンネット３９に収容された旋回制御用ＥＣＵ１００ｂに格納される。なお、直進制御用ＥＣＵ１００ａおよび旋回制御用ＥＣＵ１００ｂは、後述する制御装置１００（図３参照）に含まれる。直進制御用ＥＣＵ１００ａおよび旋回制御用ＥＣＵ１００ｂは、同一のＥＣＵに格納されてもよい。

（苗移植機の制御系）
次に、図３を参照して苗移植機１の制御系について説明する。図３は、苗移植機１の制御装置１００を中心とした制御系を示すブロック図である。苗移植機１は、電子制御によって各部を制御することが可能なものであり、各部を制御する制御装置（以下、コントローラという。）１００を備える。

コントローラ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などを有する処理部や、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などの記憶部、さらには入出力部が設けられ、これらは、互いに接続されて互いに信号の受け渡しが可能である。記憶部には、苗移植機１を制御するコンピュータプログラムなどが格納される。コントローラ１００は、記憶部に格納されたコンピュータプログラムなどを読み出すことで、各機能を発揮させる。

コントローラ１００には、たとえば、アクチュエータ類として、スロットルモータ８０、油圧制御弁８１、８２、植付クラッチ作動ソレノイド８３、サイドクラッチ作動ソレノイド８４、ＨＳＴ１４モータ８５、線引きマーカ昇降モータ８７、ステアリングモータ９５、デフロック切替モータ９６などが接続される。

スロットルモータ８０は、エンジン３０の吸気量を調節するスロットルを作動させることにより、エンジン３０の出力軸の回転数を増減させる。油圧制御弁８１は、昇降シリンダ２５の伸縮動作を制御する。油圧制御弁８２は、パワーステアリング機構８８を制御する。植付クラッチ作動ソレノイド８３は、植付クラッチ２７ａを作動させる。

サイドクラッチ作動ソレノイド８４は、後輪１１（図１参照）への動力伝達状態を切り替えるサイドクラッチ４４を作動させる。なお、サイドクラッチ４４は、左右の後輪１１にそれぞれ設けられ、サイドクラッチ作動ソレノイド８４は、各サイドクラッチ４４に対応して２つ設けられる。

ＨＳＴ１４モータ８５は、ＨＳＴ１４のトラニオンの回動角度を変更することで、ＨＳＴ１４の斜板の傾斜角を変更する。ステアリングモータ９５は、自動旋回制御が行われる場合に、前輪１０（図１参照）の操舵量（舵角）を調整するステアリング装置であるハンドル３５を駆動するモータである。ステアリングモータ９５は、ハンドル３５を回動させる。線引きマーカ昇降モータ８７は、線引きマーカ６５を昇降させる。

デフロック切替モータ９６は、左右の走行車輪、具体的には、左右の前輪１０を同じ回転速度で回転させるデファレンシャルロック機構９７（以下、デフロック機構と称する。）の作動、および作動停止を切り替えるモータである。デフロック機構９７が入り状態になることで、左右の走行車輪が同じ回転速度で回転する。

コントローラ１００には、検出装置である、回転数センサ９０、操舵量センサ９１、傾斜センサ９２などが接続される。回転数センサ９０は、左右の後輪１１に対応して２つ設けられ、左右の後輪１１の回転数をそれぞれ検出する。なお、回転数センサ９０は、左右の前輪１０の回転数を検出してもよい。

操舵量センサ９１は、ステアリング装置であるハンドル３５の操作量、すなわち、前輪１０の操舵量（舵角）を検出する。操舵量センサ９１は、例えば、ピットマンアームに連結する軸上に設けられる。なお、操舵量は、ハンドル３５が予め設定された直進位置になった場合の値を基準値として、左右方向それぞれに検出される。傾斜センサ９２は、走行車体２の傾きである傾斜角を検出する。

また、コントローラ１００には、操作信号として、変速操作レバー３６、副変速操作レバー３７、自律走行切替スイッチ４６、植付部昇降スイッチ４７、自動直進切替スイッチ４５、自動旋回切替スイッチ４８、線引きマーカ自動昇降スイッチ４９などから信号が入力される。

自律走行切替スイッチ４６は、自律走行を実行するか否かを切り替えるスイッチである。具体的には、自律走行切替スイッチ４６は、走行モードを自律走行モード、または手動走行モードに切り替えるスイッチである。例えば、自律走行切替スイッチ４６が「ＯＮ」である場合、走行モードが自律走行モードに設定される。自律走行切替スイッチ４６が「ＯＦＦ」である場合、走行モードが手動走行モードに設定される。自律走行切替スイッチ４６が「ＯＮ」にされると、自動直進切替スイッチ４５、および自動旋回切替スイッチ４８が「ＯＮ」になる。すなわち、走行モードが自律走行モードになると、なお、自動直進切替スイッチ４５、および自動旋回切替スイッチ４８は、いったん「ＯＮ」になった場合であっても、操縦者の操作によって「ＯＦＦ」に変更可能である。

植付部昇降スイッチ４７は、苗植付部４を昇降させるか否かを切り替えるスイッチである。植付部昇降スイッチ４７は、「上昇」、および「降下」位置に変更される。

植付部昇降スイッチ４７が「上昇」位置にある場合には、苗植付部４は、所定の非作業位置まで上昇し、苗植付装置５５が停止する非作業状態となる。植付部昇降スイッチ４７が「降下」位置にある場合には、苗植付部４は、所定の作業位置まで降下し、苗植付装置５５が作動する作業状態となる。すなわち、植付部昇降スイッチ４７は、苗植付部４の作業状態を検知するスイッチである。なお、苗植付部４の作業状態を検知するスイッチが別途設けられてもよい。

線引きマーカ自動昇降スイッチ４９は、ハンドル３５の操作量、すなわち、前輪１０の操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させるか否かを切り替えるスイッチである。線引きマーカ自動昇降スイッチ４９が「ＯＮ」の場合には、操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させる制御が実行される。一方、線引きマーカ自動昇降スイッチ４９が「ＯＦＦ」の場合には、操舵量に連動して線引きマーカ６５を自動的に昇降させる制御は、実行されない。

自動直進切替スイッチ４５は、自動直進の実行を可能とするか否かを切り替えるスイッチである。自動直進切替スイッチ４５が「ＯＮ」にされている場合には、後述する走行アシスト機能が有効となり、自動直進を実行可能となる。自動直進切替スイッチ４５が「ＯＦＦ」にされている場合には、走行アシスト機能が無効となり、自動直進を実行不能となる。

自動旋回切替スイッチ４８は、自動旋回の実行を可能とするか否かを切り替えるスイッチである。自動旋回切替スイッチ４８が「ＯＮ」にされている場合には、後述する旋回アシスト機能が有効となり、自動旋回を実行可能となる。自動旋回切替スイッチ４８が「ＯＦＦ」にされている場合には、旋回アシスト機能が無効となり、自動旋回を実行不能となる。自動旋回切替スイッチ４８が「ＯＦＦ」にされている場合には、自動旋回を実行する条件が成立している場合であっても、自動旋回は実行されない。

また、コントローラ１００には、位置取得装置１５０から走行車体２の現在の位置情報などが入力される。コントローラ１００は、走行車体２が自動で走行しながら作業を行う自律走行モードを実行する。

また、コントローラ１００には、遠隔操作装置１７０（以下、「リモコン」と称する。）から各種情報が入力される。例えば、コントローラ１００は、受信機１８０（図１参照）を介して、リモコン１７０から各種情報が入力される。受信機１８０は、例えば、取付ステー５９（図１参照）に取り付けられ、走行車体２の前方側の上方に配置される。なお、受信機１８０は、複数設けられてもよい。

リモコン１７０は、苗移植機１を遠隔操作可能である。リモコン１７０は、スマートフォンなどの端末装置であってもよい。リモコン１７０は、作業者の操作に応じた制御信号を送信する。リモコン１７０は、Ｗｉ－ｆｉ（登録商標）や、ＢＬＥ（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標） Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ）などの近距離無線通信によってコントローラ１００と通信可能に接続されるが、これに限られず、近距離無線通信に加えて、あるいは代えて通信ネットワークなどを介して通信可能に接続されてもよい。

リモコン１７０は、例えば、方位センサや、ＧＰＳやＧＮＳＳなどの測位手段を含んでもよい。リモコン１７０は、リモコン１７０の位置情報をコントローラ１００に送信してもよい。

リモコン１７０は、複数設けられてもよい。すなわち、コントローラ１００は、複数のリモコン１７０から、各リモコン１７０の位置情報を取得可能であってもよい。

（自律走行モード）
ここで、苗移植機１による、圃場における自律走行（自動走行）について説明する。コントローラ１００（図３参照）は、前輪１０（図１参照）の操舵量をフィードバックしながらステアリングモータ９５（図３参照）を制御してハンドル３５（図３参照）を操作する自律走行モードを有する。自律走行モードは、自動直進モードと、自動旋回モードとを含む。

自動直進モードは、走行車体２が予め設定された直進経路に沿うように、ステアリングモータ９５が制御され、直進するモードである。自動直進モードでは、苗植付部４によって圃場に苗を植え付けつつ、走行車体２が操縦者の操作によらず直進する。すなわち、走行車体２を自動直進させつつ、圃場に苗を移植する走行アシスト機能が有効となり、走行アシスト機能が実行される。

自動旋回モードは、走行車体２が所定の植付終了位置に到達すると、苗植付部４による苗の植え付けを停止し、走行車体２が予め設定された旋回経路に沿うように、ステアリングモータ９５が制御され、旋回するモードである。所定の植付終了位置は、例えば、作業を行った工程の走行距離や、作業を行った工程に関する位置情報などによって設定される。

自動旋回モードでは、例えば、苗植付部４が上昇し、非作業状態にされ、走行車体２が操縦者の操作によらず旋回する。すなわち、苗植付部４による苗の植え付けを行わずに、走行車体２を旋回させる旋回アシスト機能が有効となり、旋回アシスト機能が実行される。

なお、図４に示すように、圃場の３辺Ｌａ～Ｌｃを操縦者の操作によって走行するティーチング走行がされることで、自律走行モードが実行される作業領域が設定される。図４は、実施形態に係るティーチング走行による作業領域の設定方法を示す図である。

例えば、作業領域設定ボタン（不図示）が操作されて、走行を開始すると、走行車体２の位置情報が辺Ｌａの始点として記録され、走行中における走行車体２の位置情報が記録される。そして、ハンドル３５が操縦者によって所定旋回角度以上回動されると、辺Ｌａの終点が記録され、辺Ｌａが設定される。また、辺Ｌｂの始点における走行車体２の位置情報が記録される。所定旋回角度は、予め設定された値であり、走行車体２が畔に沿って旋回したと判定可能な角度である。

さらに、走行車体２が直進した後、ハンドル３５が操縦者によって所定旋回角度以上回動されると、辺Ｌｂの終点が記録され、辺Ｌｂが設定される。また、辺Ｌｃの始点における走行車体２の位置情報が記録される。

走行車体２が直進した後に、作業領域設定ボタンが操作されると、走行車体２の位置情報が、辺Ｌｃの終点として記録され、辺Ｌｃが設定される。３つの辺Ｌａ～Ｌｃが設定されることで、作業領域が設定される。なお、ティーチング走行では、走行車体２の直進走行時に、苗植付部４によって苗が圃場に植え付けられる。ティーチング走行は、圃場の外周に沿って植え付け作業が行われる外周工程である。作業領域は、走行車体２が往復する往復工程によって、圃場に苗が植え付けられる領域である。

作業領域が設定された圃場では、自律走行モードが実行可能となる。例えば、圃場において、辺Ｌａ、または辺Ｌｃに平行な直進走行経路に沿って自動直進が可能となる。また、辺Ｌｂ側の畔付近における旋回時に、自動旋回が可能となる。ティーチング走行において走行されなかった、圃場の辺、すなわち辺Ｌｂと向かい合う側の畔付近における旋回時には、リモコン操作による旋回が可能である。

また、ティーチング走行が終了し、作業領域が設定された場合であっても、走行モードが手動走行モードである場合には、苗移植機１は、操縦者の操作によって走行し、圃場に苗を移植することができる。

走行モードが手動走行モードであり、操縦者の操作によって苗移植機１が走行している場合に、自動直進切替スイッチ４５が「ＯＮ」にされると、苗移植機１は、自動直進を実行する。すなわち、苗移植機１は、走行モードが手動走行モードであっても、走行アシスト機能を実行可能となる。

また、走行モードが手動走行モードであり、操縦者の操作によって苗移植機１が走行している場合に、自動旋回切替スイッチ４８が「ＯＮ」にされると、苗移植機１は、自動旋回を実行可能となる。すなわち、苗移植機１は、走行モードが手動走行モードであっても、旋回アシスト機能を実行可能となる。

コントローラ１００は、走行モードが自律走行モードから手動走行モードに変更された場合には、走行車体２を自律走行させるための走行情報を記憶する。例えば、コントローラ１００は、直進経路に関する情報、旋回経路に関する情報を記憶する。走行モードが手動走行モードになった場合には、記憶した走行情報に基づいて、走行アシスト機能、および旋回アシスト機能が実行可能となる。

コントローラ１００は、旋回アシスト機能を実行し、走行車体２を自動旋回させる場合には、以下の手順で自動旋回を実行する。例えば、コントローラ１００は、自動旋回において、バックターンを実行する。バックターンとは、旋回を行う場合に、走行車体２を一旦後進させて、旋回を開始するターンである。

コントローラ１００は、図５に示す作業領域の端、すなわち往復工程の端まで走行車体２が走行すると、走行車体２を停止させる。図５は、作業領域において往復工程の端まで走行した走行車体２を示す図である。

例えば、コントローラ１００は、自動直進によって往復工程に沿って走行し、圃場に苗を植え付けている場合に、所定の植付終了位置である往復工程の端まで走行すると、走行車体２を停止させる。コントローラ１００は、走行車体２の停止位置を、外周工程による走行範囲に重複するように設定される。

コントローラ１００は、停止位置から走行車体２を所定距離後進させる。具体的には、コントローラ１００は、走行車体２が直進状態となるように、ハンドル３５の操作量を制御し、走行車体２を後進させる。そして、走行車体２が、停止位置から所定距離後進すると、走行車体２を停止させる。

所定距離は、コントローラ１００によって変更可能な距離である。所定距離は、前工程（往復工程）において植付作業が行われ、苗植付部４によって植え付けられた苗と、少なくとも後輪１１が、側面視において重なる距離である。

所定距離は、例えば、図６に示すように、操縦パネル３８における作業者などの操作によって設定可能である。図６は、所定距離を設定する操縦パネル３８の一例を示す図である。例えば、操縦パネル３８には、自動旋回におけるバックターンにおける旋回を「広く」、または「狭く」することを示す目盛り３８ａが表示され、作業者の操作によって、バックターン位置が変更される。

例えば、基準位置に対して、バックターン位置が「狭く」の方に設定されると、バックターン位置が早い側に設定され、所定距離が基準位置における距離よりも短くなる。また、基準位置に対して、バックターン位置が「広く」の方に設定されると、バックターン位置が遅い側に設定され、所定距離が基準位置における距離よりも長くなる。

例えば、圃場におけるスリップが多い場合、走行車体２のバック量が少なくなったり、旋回が小回りになったりするおそれがある。また、圃場におけるスリップ量が少ない場合、走行車体２のバック量が多くなったり、旋回が大回りになったりするおそれがある。

バックターンにおいて、バック量が少ない場合には、旋回時に、例えば、走行車体２が畔にぶつかったり、外周工程で植えた苗を、走行車体２が踏んだりするおそれがある。また、バックターンにおいて、バック量が多い場合には、次回の往復工程と、今回の往復工程との距離が長くなり、植え残しの領域が発生するおそれがある。

コントローラ１００は、作業者などによる操縦パネル３８の操作に応じて、バックターン位置、すなわち所定距離を変更することで、自動旋回における走行車体２の旋回を設定する。

コントローラ１００は、走行車体２を所定距離後進させて、停止させた後に、旋回を開始させる。コントローラ１００は、ハンドル３５の操作量を所定量（所定舵角）として走行車体２の旋回を開始させる。所定量は、予め設定された値である。なお、コントローラ１００は、自動旋回では、ハンドル３５の操作量が、所定量よりも大きくなることを禁止する。また、コントローラ１００は、自動旋回における走行車体２の車速を所定車速に規制する。所定車速は、予め設定された車速である。

コントローラ１００は、旋回を開始させてから、走行車体２が、旋回開始時の走行車体２の方位から、第１所定方位となる位置まで旋回した後に、角速度ωｐに基づいた旋回を実行させる。すなわち、コントローラ１００は、旋回を開始してから走行車体２の方位が、第１所定方位となるまでは、ハンドル３５の操作量を所定量に固定して旋回を行う。

第１所定方位は、予め設定された方位であり、例えば、図７に示すように、旋回開始時の方位を基準とする方位である。第１所定方位は、例えば、旋回開始時の方位に対して、３０度旋回した位置の方位である。図７は、自動旋回を説明する図である。

コントローラ１００は、走行車体２の方位が、第１所定方位になると、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉとなるように、ハンドル３５の操作量を制御する角速度制御を実行する。

例えば、所定角速度ωｉ［ｄｅｇ／ｓ］は、操舵量センサ９１から検出される舵角θａ［ｄｅｇ］（ハンドル３５の操作量）と、走行車体２の車速Ｖ［ｍ／ｓ］に基づいて、式（１）から算出される。なお、車速Ｖは、例えば、走行車体２の位置情報に基づいて算出される。

ωｉ＝Ａ×Ｖ×θａ・・・（１）

「Ａ」は、走行車体２によって設定される値であり、走行車体２の種類などによって設定される。これにより、走行車体２の種類に応じた所定角速度ωｉが算出される。所定角速度ωｉは、走行車体２の大きさ、ホイルベース、補助車輪の有無などにより、設定されてもよい。

また、走行車体２の角速度ωｐは、例えば、データ周期を０．１秒とし、１０×（θｐ－θ（ｐ－１））の０．５秒移動平均によって算出される。「θ（ｐ－１）」は、現在の走行車体２の方位に対して、１つ前に取得される走行車体２の方位である。走行車体２の方位は、位置取得装置１５０によって取得される。なお、苗移植機１は、角速度センサを設けてもよい。コントローラ１００は、角速度センサによって走行車体２の角速度ωｐを検出してもよい。

コントローラ１００は、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉからずれた場合に、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉとなるように、ハンドル３５の操作量を変更する。すなわち、コントローラ１００は、前輪１０の舵角を変更する。コントローラ１００は、ハンドル３５の操作量を所定量から、走行車体２が直進状態となる基準操作量（基準舵角）側に変更する。すなわち、角速度制御において、ハンドル３５の操作量は、所定量よりも大きくなることはない。

例えば、ハンドル３５の操作量（前輪１０の目標となる舵角）θｄｉは、式（２）によって算出される。

θｄｉ＝θｄ－（ωｐ－ωｉ）×ｓｉｎθｐ×ｃｏｓ（θｐ／２）×（１０＋Ｂ）・・・（２）

「θｄ」は、旋回開始時に、ハンドル３５の操作量を所定量とした場合の前輪１０の舵角である。「Ｂ」は、基準操作量側へ戻す操作量を補正するレベル（補正値）である。「Ｂ」は、例えば、「０」を基準に、「－１０」～「＋１０」まで設定可能である。「Ｂ」は、例えば、モニタ８６や、リモコン１７０を介して設定可能である。

レベルが「－１０」に近くなるほど、基準操作量側へ戻す操作量が小さくなる。具体的には、操作量のレベルが「－１０」に設定されると、ハンドル３５の操作量θｄｉは、「０」になり、角速度ωｐに基づいたハンドル３５の操作量の基準操作量側への変更は行われない。すなわち、ハンドル３５の操作量は所定量に固定される。また、レベルが「＋１０」になるほど、基準操作量側へ戻す操作量が大きくなる。

このように、コントローラ１００は、角速度制御において、ハンドル３５の操作量を所定値から基準操作量側へ戻す操作量を変更可能である。

コントローラ１００は、ハンドル３５の操作量を基準操作量側に戻しつつ、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉとなるように角速度制御を実行する。コントローラ１００は、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉからずれた場合に、ハンドル３５の操作量を所定量から、基準操作量側に戻す。そして、コントローラ１００は、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉになると、ハンドル３５の操作量を再び所定量とする。

このようにして、コントローラ１００は、角速度制御による自動旋回を実行する。

コントローラ１００は、走行車体２が、旋回開始時の方位から第２所定方位となる位置まで旋回すると、走行車体２の角速度ωｐに基づいた角速度制御を終了する。すなわち、コントローラ１００は、走行車体２の方位が、第１所定方位から第２所定方位となるまで、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉとなるように、ハンドル３５の操作量を制御しつつ、旋回を実行する。

第２所定方位は、予め設定された方位であり、第１所定方位よりも、走行車体２の旋回が進んだ位置の方位である。例えば、図７に示すように、旋回開始時の方位を基準とする方位である。第２所定方位は、例えば、旋回開始時の方位に対して、１２０度旋回した位置の方位である。

コントローラ１００は、走行車体２の方位が第２所定方位になると、ハンドル３５の操作量を所定量に固定して旋回を行う。

コントローラ１００は、走行車体２が、第３所定方位になる位置まで旋回すると、走行車体２の車速を所定車速から減速させて、次の往復工程における直進制御へ移行する。コントローラ１００は、走行車体２の方位が第３所定方位になると、ハンドル３５の操作量を基準位置に徐々に戻し、次の往復工程への直線制御へ移行させる。

第３所定方位は、予め設定された方位であり、次の往復工程において直進状態を示す方位に対し、例えば、５０度傾いた方位である。

（自動旋回処理）
次に、実施形態に係る自動旋回処理について図８を参照し説明する。図８は、実施形態に係る自動旋回処理を説明するフローチャートである。ここでは、自動直進モードによって走行車体２が走行しているものとする。

コントローラ１００は、往復工程の端まで走行車体２が走行したか否かを判定する（Ｓ１００）。コントローラ１００は、往復工程の端まで走行車体２が走行していない場合（Ｓ１００：Ｎｏ）、直進走行を継続する。

コントローラ１００は、往復工程の端まで走行車体２が走行した場合（Ｓ１００：Ｙｅｓ）、走行車体２を停止させた（Ｓ１０１）後に、走行車体２を後進させる（Ｓ１０２）。コントローラ１００は、走行車体２が直進状態となるように、ハンドル３５の操作量を制御し、走行車体２を所定距離後進させる。

コントローラ１００は、走行車体２が所定距離後進したか否かを判定する（Ｓ１０３）。コントローラ１００は、走行車体２が所定距離後進していない場合（Ｓ１０３：Ｎｏ）、後進を継続する（Ｓ１０２）。

コントローラ１００は、走行車体２が所定距離後進した場合（Ｓ１０３：Ｙｅｓ）、走行車体２を停止させる（Ｓ１０４）。

コントローラ１００は、旋回を開始させる（Ｓ１０５）。具体的には、コントローラ１００は、ハンドル３５の操作量を所定量とし、走行車体２の車速を所定車速として、旋回を開始させる。

コントローラ１００は、走行車体２の方位が第１所定方位となったか否かを判定する（Ｓ１０６）。コントローラ１００は、走行車体２の方位が第１所定方位ではない場合（Ｓ１０６：Ｎｏ）、走行車体２の方位が第１所定方位となるまで、ハンドル３５の操作量を所定量とする旋回を継続する。

コントローラ１００は、走行車体２の方位が第１所定方位になると（Ｓ１０６：Ｙｅｓ）、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉとなるように、ハンドル３５の操作量を制御する角速度制御を実行する（Ｓ１０７）。

コントローラ１００は、走行車体２の方位が第２所定方位となったか否かを判定する（Ｓ１０８）。コントローラ１００は、走行車体２の方位が第２所定方位となっていない場合（Ｓ１０８：Ｎｏ）、角速度制御を継続する（Ｓ１０７）。

コントローラ１００は、走行車体２の方位が第２所定方位になると（Ｓ１０８：Ｙｅｓ）、角速度制御を終了する（Ｓ１０９）。コントローラ１００は、ハンドル３５の操作量を所定量として旋回を継続する。

コントローラ１００は、走行車体２の方位が第３所定方位になったか否かを判定する（Ｓ１１０）。コントローラ１００は、走行車体２の方位が第３所定方位となっていない場合（Ｓ１１０：Ｎｏ）、ハンドル３５の操作量を所定量とする旋回を継続する。

コントローラ１００は、走行車体２の方位が第３所定方位なると（Ｓ１１０：Ｙｅｓ）、次の往復工程への直線制御へ移行させる（Ｓ１１１）。具体的には、コントローラ１００は、走行車体２の車速を所定車速から減速させて、ハンドル３５の操作量を基準位置に徐々に戻す。

苗移植機１は、走行車体２と、苗植付部４と、コントローラ１００とを備える。苗植付部４は、走行車体２に設けられる。コントローラ１００は、走行車体２のハンドル３５の操作量（前輪１０の舵角）を制御し、走行車体２を自動旋回させる。コントローラ１００は、自動旋回を実行する場合に、走行車体２が直進状態となるようにハンドル３５の操作量を制御して走行車体２を所定距離後進させて、走行車体２を停止させた後に、ハンドル３５の操作量を制御して走行車体２を旋回させる。所定距離は、変更可能である。

これにより、苗移植機１は、自動旋回を行う場合に、圃場の状態に合わせて、走行車体２を後進させて自動旋回を実行させることができる。そのため、苗移植機１は、自動旋回によってバックターンを実行する場合に、旋回を開始する位置を圃場に合わせて設定し、適切に自動旋回を実行することができる。例えば、苗移植機１は、外周工程によって植えた苗を、自動旋回時に踏むことや、畔への接触を抑制することができる。

コントローラ１００は、バックターン位置が早い側に設定された場合には、所定距離を短くし、バックターン位置が遅い側に設定された場合には、所定距離を長くする。

これにより、苗移植機１は、バックターン位置の設定に合わせて、所定距離を設定することができる。そのため、圃場の状態に合わせたバックターンを容易に設定することができる。

所定距離は、少なくとも走行車体２に設けられた後輪１１が、苗植付部４によって植え付けられた苗と、側面視において重なる距離である。

これにより、苗移植機１は、自動旋回を行う場合に、外周工程によって植えた苗を、自動旋回時に踏むことや、畔への接触を抑制することができる。

コントローラ１００は、圃場の外周に沿って植え付け作業が行われる外周工程によるティーチングが実行された場合に、圃場における往復工程による作業範囲を設定する。コントローラ１００は、往復工程における自動直進の停止位置を、外周工程による走行範囲に重複するように設定する。

これにより、苗移植機１は、往復工程において、外周工程側まで苗を植え付けることができる。

コントローラ１００は、ハンドル３５の操作量を所定量（前輪１０の舵角を所定舵角）として走行車体２の旋回を開始させ、走行車体２の角速度ωｐが所定角速度ωｉとなるように、ハンドル３５の操作量を所定量から、走行車体２が直進状態となる基準操作量（基準舵角）側に変更する。

これにより、苗移植機１は、自動旋回におけるハンドル３５の操作制御が複雑化することを抑制することができる。苗移植機１は、設定された所定量に応じたハンドル３５の操作に沿って自動旋回することができ、精度よく自動旋回させることができる。

コントローラ１００は、走行車体２の旋回を開始させてから、走行車体２が旋回開始時の方位から第１所定方位となる位置まで旋回した後に、角速度ωｐに基づいた旋回を実行させる。

これにより、苗移植機１は、旋回を開始した直後に走行車体２の旋回がふらつくことを抑制し、安定した状態で旋回を開始させることができる。

コントローラ１００は、走行車体２が旋回開始時の方位から第２所定方位となる位置まで旋回すると、角速度ωｐに基づいた旋回を終了させる。

これにより、苗移植機１は、次の往復工程における直進制御への移行を容易に行うことができる。

コントローラ１００は、走行車体２が、次の往復工程において直進状態を示す方位に対して第３所定方位となる位置まで旋回すると、走行車体２を減速させて、次の植付工程への直進制御へ移行させる。

これにより、苗移植機１は、次の往復工程における苗の植え付け開始位置に、精度よく到達させることができる。

（変形例）
また、第３所定方位は、走行車体２の角速度ωｐに応じて設定されてもよい。例えば、第３所定方位は、式（３）に基づいて設定されてもよい。

第３所定方位＝１８０－１．２×ωｐ・・・（３）

また、上記した角速度制御は、苗移植機１における条数に応じて、実行の有無が変更されてもよい。例えば、条数が６条の苗移植機１においては、上記した角速度制御は、実行されない。この場合、苗移植機１は、ハンドル３５の操作量を所定量として自動旋回を実行する。また、例えば、条数が８条の苗移植機１においては、上記した角速度制御は、実行される。

なお、条数が６条の苗移植機１では、第３所定方位を式（４）に基づいて設定してもよい。

第３所定方位＝１８３－１．３８×ωｐ＋Ｂ・・・（４）

これにより、条数が６条の苗移植機１において、自動旋回における旋回の補正を実行することができる。

バックターン時に後進する所定距離は、走行車体２の種類に応じて設定されてもよい。

苗移植機１は、植付クラッチ２７ａが「入」の状態で、苗タンク５３の苗減少を検知した場合、例えば、苗減少スイッチが「ＯＮ」になった場合、ＨＳＴ１４を中立位置にし、走行車体２を停止させてもよい。

これにより、作業者に苗が減少していることを知らせることができる。また、植付クラッチ２７ａが「入」の状態であることを条件とすることで、通常の走行時に影響を与えることを抑制することができる。

苗移植機１は、副変速機構１６が植付速の状態で、苗タンク５３の苗減少を検知した場合、例えば、苗減少スイッチが「ＯＮ」になった場合、ＨＳＴ１４を中立位置にし、走行車体２を停止させてもよい。

これにより、作業者に苗が減少していることを知らせることができる。また、副変速機構１６が植付速の状態であることを条件とすることで、通常の走行時に影響を与えることを抑制することができる。

なお、苗移植機１は、上記条件によってＨＳＴ１４を中立位置にし、走行車体２を停止させる場合、徐々に減速させて、走行車体２を停止させる。これにより、作業者の安全性を向上させることができる。

苗移植機１は、上記条件によってＨＳＴ１４を中立位置にし、走行車体２を停止させた場合、変速操作レバー３６が中立位置に戻されない場合、変速操作レバー３６を走行位置にする操作を受け付けない。

これにより、作業者の安全性を向上させることができる。

苗移植機１は、苗タンク５３の苗減少を検知し、走行車体２を停止させた場合、苗減少が解消された後でなければ、苗タンク５３の苗減少による走行車体２の停止を実行しなくてもよい。

苗移植機１は、苗減少スイッチが「ＯＦＦ」から「ＯＮ」に変化した場合に、ＨＳＴ１４を中立位置にし、走行車体２を停止させてもよい。

これにより、苗が空の状態でエンジン３０が始動された場合に、走行車体２が停止することを抑制することができる。

苗移植機１は、苗減少スイッチが「ＯＮ」になった場合に、モニタ８６のポップ表示や、ブザーによる警告を行ってもよい。苗移植機１は、警告を行って、さらに苗減少が解消しないまま、所定走行距離進む場合に、ＨＳＴ１４を中立位置にし、走行車体２を停止させてもよい。

これにより、苗減少スイッチが「ＯＮ」になると直ぐに走行車体２が停止することを抑制することができる。なお、所定走行距離のカウントは、植付クラッチ２７ａが「切」になるとリセットされる。所定走行距離のカウントは、副変速機構１６が植付速以外になるとリセットされる。所定走行距離のカウントは、苗減少が解消されるとリセットされる。

また、上記する苗減少による走行車体２の停止制御は、操縦パネル３８などの操作に応じて、ＯＮ、またはＯＦＦに変更可能であってもよい。

また、上記する走行車体２の停止制御は、肥料の減少時に適用されてもよい。

このように、コントローラ１００は、自動旋回時に、ハンドル３５の操作量を基準操作量側へ戻す操作量を変更可能とすることで、圃場にあった自動旋回を実行することができる。

さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

１ 苗移植機（作業車両）
２ 走行車体
４ 苗植付部
１０ 前輪（操舵輪）
１１ 後輪
３５ ハンドル
９１ 操舵量センサ
１００ コントローラ（制御装置）

Claims (7)

1. 走行車体と、
   前記走行車体に設けられた苗植付部と、
   前記走行車体の操舵輪の舵角を制御し、前記走行車体を自動旋回させる制御装置と、
   を備え、
   前記制御装置は、
   前記自動旋回を実行する場合に、前記走行車体が直進状態となるように前記舵角を制御して前記走行車体を所定距離後進させて、前記走行車体を停止させた後に、前記舵角を制御して前記走行車体を旋回させ、
   前記舵角を所定舵角として前記走行車体の前記旋回を開始させ、前記走行車体の角速度が所定角速度となるように、前記舵角を前記所定舵角から、前記走行車体が直進状態となる基準舵角側に変更し、
   前記所定距離は変更可能である、
   ことを特徴とする作業車両。
2. 前記所定距離は、少なくとも前記走行車体に設けられた後輪が、前記苗植付部によって植え付けられた苗と、側面視において重なる距離である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
3. 前記制御装置は、
   圃場の外周に沿って植え付け作業が行われる外周工程によるティーチングが実行された場合に、前記圃場における往復工程による作業範囲を設定し、
   前記往復工程における自動直進の停止位置を、前記外周工程による走行範囲に重複するように設定する、
   ことを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。
4. 前記制御装置は、
   前記走行車体の前記旋回を開始させてから、前記走行車体が旋回開始時の方位から第１所定方位となる位置まで旋回した後に、前記角速度に基づいた旋回を実行させる、
   ことを特徴とする請求項１～３のいずれか１つに記載の作業車両。
5. 前記制御装置は、
   前記走行車体が旋回開始時の方位から第２所定方位となる位置まで旋回すると、前記角速度に基づいた旋回を終了させる、
   ことを特徴とする請求項４に記載の作業車両。
6. 前記制御装置は、前記走行車体が、次の植付工程において直進状態を示す方位に対して第３所定方位となる位置まで旋回すると、前記走行車体を減速させて、前記次の植付工程への直進制御へ移行させる、
   ことを特徴とする請求項５に記載の作業車両。
7. 前記制御装置は、
   前記角速度に基づいて前記舵角を前記所定舵角から前記基準舵角側へ変更する操作量を変更可能である、
   ことを特徴とする請求項１～６のいずれか１つに記載の作業車両。

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