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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine automatische Einstellvorrichtung
für optische
Achsen zur automatischen Anpassung der Richtungen von optischen
Achsen und der Ausleuchtungszonen von Scheinwerfern eines Fahrzeugs
in Bezug auf einen Lenkwinkel des Lenkrads.
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Eine
automatische Einstellvorrichtung für optische Achsen zur automatischen
Anpassung von optischen Achsen der Scheinwerfer eines Fahrzeugs
ist zum Beispiel im japanischen Patent Nr. 2950897 offenbart. Das
japanische Patent Nr. 2950897 offenbart ein Verfahren zur Änderung
der optischen Achsen der Scheinwerfer (Fahrzeuglampen) aufgrund
eines Lenkwinkels des Fahrzeuglenkrads. Genauer ist eine erfassungsfreie
Region um einen neutralen Punkt des Lenkwinkels des Lenkrads herum
vorgesehen. Bewegungen der optischen Achsen der Scheinwerfer werden
verhindert, wenn das Lenkrad innerhalb der erfassungsfreien Region
gesteuert wird. Auf diese Weise werden die optischen Achsen der
Scheinwerfer nicht verändert,
wenn das Lenkrad innerhalb eines Spielwinkels des Lenkrads um den
neutralen Punkt des Lenkrads gesteuert wird. Die Breite der erfassungsfreien
Region variiert entsprechend der Fahrzeuggeschwindigkeit. Genauer
nimmt die Breite der erfassungsfreien Region zu, wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit
zunimmt, so dass die Schwenksteuerungsbetätigung der Scheinwerfer auf
eine Weise durchgeführt
wird, die mit der Forderung des Fahrers konsistent ist.
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Bei
dieser automatischen Einstellvorrichtung für optische Achsen werden die
optischen Achsen der Scheinwerfer außerhalb der erfassungsfreien Region
des Lenkrads jedoch auf empfindliche Weise in Bezug auf kleine Lenkbewegungen
des Lenkrads in Richtung nach links oder rechts angepasst, was sich
für den
Fahrer unangenehm anfühlt.
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US 5,660,454 offenbart eine
Vorrichtung zur Steuerung der Lichtverteilung eines Scheinwerfers, die
folgendes einschließt:
einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor; eine Recheneinrichtung zur
Schätzung
einer Position, die von dem Fahrzeug nach einer vorgegebenen Zeit
entlang einer vom Fahrzeug zurückzulegenden
Strecke erreicht wird, aufgrund der Fahrzeuggeschwindigkeit und
von Informationen, die den Verlauf der zurückzulegenden Strecke darstellen,
und zum Berechnen der Ausleuchtungsrichtung oder der Ausleuchtungsregion
durch des Scheinwerfers, so dass Licht eine geschätzte Position
beleuchtet; und eine Steuereinrichtung zur Steuerung der Ausleuchtungsrichtung
oder der Ausleuchtungsregion des Scheinwerfers aufgrund des Ergebnisses
der Berechnung durch die Recheneinrichtung. Das Licht wird auf eine
Position gerichtet, die sich vor dem Fahrzeug befindet und die im
Gesichtsfeld des Fahrers liegt.
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US 5,931,572 offenbart eine
Scheinwerfervorrichtung für
ein Fahrzeug, die in der Lage ist, eine Ausleuchtungsregion vor
dem Fahrzeug nach rechts und nach links zu ändern. Die Vorrichtung schließt einen
Scheinwerfer, ein Ausleuchtungsregion-Änderungsmittel zur Änderung
der Ausleuchtungsregion des Scheinwerfers, ein Anspannungsgrad-Erfassungsmittel
zur Erfassung des Grades der Anspannung des Fahrers und ein Steuermittel
zur Steuerung des Ausleuchtungsregion-Änderungsmittels aufgrund von
Informationen, die vom Anspannungsgrad-Erfassungsmittel erfasst
werden. Das Steuermittel passt den Umfang und/oder die Geschwindigkeit
der Änderung
der Ausleuchtungsregion entsprechend dem Grad der Anspannung des
Fahrers an. Die Änderung
der Ausleuchtungsregion kann natürlich
ohne eine spürbare
Unstimmigkeit angesichts des Grades der Anspannung des Fahrers durchgeführt werden.
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Die
vorliegende Erfindung nimmt sich des oben genannten Problems an,
und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine automatische
Einstellvorrichtung für
optische Achsen zu schaffen, wie im unabhängigen Anspruch definiert.
Ausführungsformen
der Erfindung sind in den abhängigen
Ansprüchen
offenbart.
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Um
das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, ist eine automatische
Einstellvorrichtung für
optische Achsen zur automatischen Anpassung der Richtung der optischen
Achse mindestens eines Scheinwerfers eines Fahrzeugs vorgesehen.
Die automatische Einstellvorrichtung für optische Achsen schließt ein Lenkwinkel-Messmittel,
ein Ansprechverhalten-Änderungsmittel
und ein Schwenkungssteuermittel ein. Das Lenkwinkel-Messmittel ist
vorgesehen, um den Lenkwinkel eines Fahrzeuglenkrads zu messen.
Das Ansprechverhalten-Änderungsmittel
ist vorgesehen, um das Ansprech verhalten der Richtungseinschwenkung
der Richtung der optischen Achse mindestens eines Scheinwerfers
des Fahrzeugs aufgrund einer Winkelpositions-Änderungsrate des Lenkwinkels,
der mit dem Lenkwinkel-Messmittel gemessen wird, zu ändern. Das
Schwenkungssteuermittel ist vorgesehen, um die Richtung der optischen
Achse mindestens eines Scheinwerfers in Bezug auf den Lenkwinkel,
der mit dem Lenkwinkel-Messmittel
gemessen wird, aufgrund eines Steuerwinkels, der durch das Ansprechverhalten-Änderungsmittel
erhalten wird, einzustellen.
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Die
Erfindung mit ihren weiteren Zielen, Merkmalen und Vorteilen wird
aufgrund der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und der begleitenden Zeichnung
am besten verstanden, wobei:
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1 eine
schematische Darstellung der Gesamtstruktur einer automatischen
Einstellvorrichtung für
optische Achsen zur automatischen Anpassung der optischen Achsen
von Scheinwerfern eines Fahrzeugs entsprechend einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist;
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2 eine
schematische Ansicht ist, welche die Ausleuchtungszonen von Scheinwerfern
und die Ausleuchtungszonen von Schwenkscheinwerfern in der automatischen
Einstellvorrichtung für
optische Achsen entsprechend der Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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3 ein
Ablaufschema ist, das den Ablauf einer Filterauswahloperation beschreibt,
die in einer CPU einer ECU durchgeführt wird, welche in der automatischen
Einstellvorrichtung für
optische Achsen entsprechend dieser Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung verwendet wird;
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4 ein
Kennfeld ist, das verwendet wird, um einen Ziel-Schwenkwinkel aufgrund
eines Lenkwinkels von 3, der als Parameter verwendet wird,
zu erhalten;
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5 ein
Zeitschema ist, das Änderungen des
Lenkwinkels nach rechts, Änderungen
des Ziel-Schwenkwinkels nach rechts und Änderungen des Schwenksteuerwinkels
nach rechts bei der Operation von 3 zeigt;
und
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6 eine
schematische Darstellung der Bewegungen einer Ausleuchtungszone
des Schwenkscheinwerfers entsprechend den in 5 dargestellten
Schwenksteuerwinkeln ist.
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Es
wird eine Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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Wie
in 1 dargestellt, sind linke und rechte Scheinwerfer 10L, 10R ebenso
wie linke und rechte Schwenkscheinwerfer 11L, 11R an
der Front des Fahrzeugs als Fahrzeug-Frontscheinwerfer angeordnet.
Das Bezugszeichen 20 bezeichnet eine elektronische Steuereinheit
(ECU). Die ECU 20 ist als logische Verknüpfungsschaltung
ausgebildet, die eine CPU 21, einen ROM 22, einen
RAM 23, einen Sicherungs- (B/U-) RAM 24, eine
Eingangs/Ausgangs- (I/O-) Schaltung 25 und eine Busleitung 26 einschließt. Die
CPU 21 ist eine zentrale Verarbeitungseinheit, die verschiedene
bekannte Rechenoperationen ausführt.
Im ROM 22 sind Steuerprogramme hinterlegt. Im RAM 23 sind
verschiedene Daten gespeichert. Die Busleitung 26 verbindet
die Bestandteile der ECU 20 miteinander.
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Ein
Ausgangssignal von einem Lenkwinkelsensor 16, der einen
Lenkwinkel STA eines Lenkrads 15 misst, und verschiedene
andere Sensorsignale werden in die ECU 20 eingegeben. Ausgangssignale von
der ECU 20 werden Stellgliedern 12L, 12R der linken
und rechten Schwenkscheinwerfer 11L bzw. 11R eingegeben.
Die Richtungen der optischen Achsen der linken und rechten Schwenkscheinwerfer 11L, 11R werden
aufgrund der Ausgangssignale von der ECU 20 angepasst,
wie nachstehend ausführlicher
beschrieben wird.
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In
der vorliegenden Ausführungsform
sind, wie in 2 dargestellt, eine (während des
Abblendlichtzustands gemessene) Ausleuchtungszone eines Lichtstrahls
(linken Strahls), der vom Scheinwerfer 10L emittiert wird,
und eine (während
des Abblendlichtzustands gemessene) Ausleuchtungszone eines Lichtstrahls
(rechten Strahls), der vom Scheinwerfer 10R emittiert wird,
im Wesentlichen festgelegt. Dagegen kann die Ausleuchtungszone des
Schwenkscheinwerfers 11L als Ansprechen auf eine Lenk bewegung
des Lenkrads 15 nach links oder nach rechts von dessen
neutralem Punkt aus innerhalb ihres Schwenksteuerbereichs angepasst
werden, und die Ausleuchtungszone des Schwenkscheinwerfers 11R kann
als Ansprechen auf eine Lenkbewegung des Lenkrads 15 nach
links oder nach rechts ausgehend von dessen neutralem Punkt ebenfalls
innerhalb ihres Schwenksteuerbereichs angepasst werden.
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Nun
wird eine Filterauswahloperation, die in der CPU 21 der
ECU 20 ausgeführt
wird, mit Bezug auf 3 bis 6 beschrieben.
Eine in 3 dargestellte Filterauswahlroutine
wird in der CPU 21 in vorgegebenen Intervallen durchgeführt.
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Wie
in 3 dargestellt, wird in Schritt S101 bestimmt,
ob der Lenkwinkel STA des Lenkrads 15 größer als
null, d.h. positiv ist. Falls der Lenkwinkel STA positiv ist, zeigt
dies z.B. an, dass das Lenkrad 15 nach rechts gesteuert
wird. Falls in Schritt S101 JA erwidert wird, d.h. falls der Lenkwinkel
STA positiv ist und dadurch bestimmt wird, dass das Lenkrad 15 nach
rechts gesteuert wird, geht die Steuerung zu Schritt S102 über. In
Schritt S102 wird bestimmt, ob eine Änderung (Lenkwinkeländerung)
DSTA des Lenkwinkels pro Sekunde (Einheitszeit) größer als
60 Grad pro Sekunde (Schwellenwert) ist.
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Falls
in Schritt S102 JA erwidert wird, d.h. falls die Lenkwinkeländerung
DSTA größer als
60 Grad pro Sekunde ist (d.h. 60 Grad pro Sekunde überschreitet)
und dadurch bestimmt wird, dass das Lenkrad 15 schnell
nach rechts gesteuert wird, geht die Steuerung zu Schritt S103 über. In
Schritt S103 wird ein schwächeres
Filter ausgewählt,
und die aktuelle Routine endet. In einer Filteroperation mit dem schwächeren Filter
wird der Schwenksteuerwinkel (der gefilterte Winkel) SWC, der aufgrund
des Ziel-Schwenkwinkels SWT, der einer Änderung des Lenkwinkels STA
des Lenkrads 15 entspricht, bestimmt wird, sehr empfindlich
gegenüber
kleinen Änderungen
des Lenkwinkels STA des Lenkrads 15.
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In
dieser Operation wird, wie in 4 dargestellt,
die Änderung
des Lenkwinkels STA außerhalb der
erfassungsfreien Region (–α < STA < α) gemessen
und dann wird der Ziel-Schwenkwinkel SWT, der dieser Änderung
des Lenkwinkels STA entspricht, erhalten. Durch Anwenden des schwächeren Filters auf
den Ziel-Schwenkwinkel SWT wird ein Schwenksteuerwinkel SWC, das
sich schnell und linear ändert,
erhalten (siehe einen steilen Anstieg A des Schwenksteuerwinkels
SWC in 5). Die Richtung der optischen Achse sowohl des
linken als auch des rechten Schwenkscheinwerfers 11L, 11R wird
bei der Richtungseinschwenkung automatisch aufgrund des Schwenksteuerwinkels
SWC angepasst (siehe einen Pfeil in 6, der die
Bewegung der Ausleuchtungszone des Schwenkscheinwerfers 11R anzeigt,
die dem steilen Anstieg A des Schwenksteuerwinkels SWC in 5 entspricht).
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Falls
in Schritt S102 Nein erwidert wird, d.h. falls die Lenkwinkeländerung
DSTA klein ist, nämlich gleich
oder kleiner 60 Grad pro Sekunde (d.h. 60 Grad pro Sekunde nicht überschreitet),
geht die Steuerung zu Schritt S104 weiter. In Schritt S104 wird
bestimmt, ob die Lenkwinkeländerung
DSTA geringer ist als –90
Grad pro Sekunde (Schwellenwert) ist. Falls die Lenkwinkeländerung
DSTA negativ ist, zeigt dies an, dass der Lenkwinkel STA des Lenkrads 15 auf
der Rückkehrseite
liegt (Richtung nach links). Falls in Schritt S104 Ja erwidert wird,
d.h. falls die Lenkwinkeländerung
DSTA klein ist, nämlich
geringer als –90
Grad pro Sekunde (d.h. –90
Grad pro Sekunde übersteigt),
und dadurch bestimmt wird, dass das Lenkrad 15 schnell
nach links gesteuert wird, geht die Steuerung zu Schritt S103 über. In
Schritt S103 wird das schwächere
Filter ausgewählt,
und die aktuelle Routine endet.
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Falls
in Schritt S104 Nein erwidert wird, d.h. falls die Lenkwinkeländerung
DSTA in einem Bereich von 60 bis –90 Grad pro Sekunde liegt
und dadurch bestimmt wird, dass das Lenkrad 15 langsam
nach rechts gesteuert wird, oder bestimmt wird, dass es langsam
nach links zurückgebracht
wird, geht die Steuerung zu Schritt S105 über. In Schritt S105 wird ein
stärkeres
Filter ausgewählt,
und die aktuelle Routine endet. In einer Filteroperation mit dem
stärkeren Filter
zeigt der Schwenksteuerwinkel SWC, der aufgrund des Ziel-Schwenkwinkels
SWT, welcher der Änderung
des Lenkwinkels STA des Lenkrads 15 entspricht, bestimmt
wird, keine kleinen Änderungen, da
Hoch frequenz-Schwingungskomponenten durch das stärkere Filter aus dem Lenkwinkel
STA entfernt werden.
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In
diesem Fall wird, wie in 4 dargestellt, der Ziel-Schwenkwinkel
SWT erhalten, der der Änderung
des Lenkwinkels STA außerhalb
der erfassungsfreien Region (–α < STA < α) entspricht.
Das stärkere
Filter wird auf den Ziel-Schwenkwinkel SWT angewandt, so dass ein
Schwenksteuerwinkel SWC erhalten wird, der sich träge ändert (siehe
einen Abschnitt „B", der keine großen Änderungen
des Schwenksteuerwinkels SWC zeigt, in 6, und siehe
auch eine allmähliche
Abnahme „C" des Schwenksteuerwinkels
SWC in 5). Aufgrund des Schwenksteuerwinkels SWC wird
die automatische Anpassung der optischen Achsen der linken und rechten
Schwenkscheinwerfer 11L, 11R ausgeführt (siehe
eine Lenkposition B von 6, die eine Bewegung der Ausleuchtungszone
des Schwenkscheinwerfers 11R anzeigt, die dem Abschnitt „B" im Schwenksteuerwinkel
SWC von 5 entspricht, und siehe auch
einen Pfeil „C" von 6,
der die Bewegung der Ausleuchtungszone des Schwenkscheinwerfers 11R anzeigt,
die der allmählichen
Abnahme „C" des Schwenksteuerwinkels
SWC entspricht, von 5).
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Falls
in Schritt S101 Nein erwidert wird, d.h. falls der Lenkwinkel STA
null oder negativ ist und dadurch bestimmt wird, dass das Lenkrad 15 zum
neutralen Punkt bzw. nach links gesteuert wird, geht die Steuerung
zu Schritt S106 über.
In Schritt S106 wird bestimmt, ob die Lenkwinkeländerung DSTA geringer ist als –60 Grad
pro Sekunde (Schwellenwert). Falls in Schritt S106 Ja erwidert wird,
d.h. falls die Lenkwinkeländerung
DSTA klein ist, nämlich
geringer als –60
Grad pro Sekunde (d.h. –60
Grad pro Sekunde überschreitet),
und dadurch bestimmt wird, dass das Lenkrad 15 schnell
nach links gesteuert wird, geht die Steuerung zu Schritt S107 über. In
Schritt S107 wird das schwächere
Filter ausgewählt,
und die aktuelle Routine endet.
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Falls
in Schritt S106 Nein erwidert wird, d.h. falls die Lenkwinkeländerung
DSTA groß ist,
nämlich gleich
oder größer –60 Grad
pro Sekunde (d.h. –60 Grad
pro Sekunde nicht überschreitet),
geht die Steuerung zu S108 über.
In S108 wird bestimmt, ob die Lenkwinkeländerung DSTA größer als
90 Grad pro Sekunde (Schwellenwert) ist. Falls in Schritt S108 Ja erwidert
wird, d.h. falls die Lenkwinkeländerung DSTA
groß ist,
nämlich
größer als
90 Grad pro Sekunde (d.h. 90 Grad pro Sekunde überschreitet) und dadurch bestimmt
wird, dass das Lenkrad 15 schnell nach rechts zurückgebracht
wird, geht die Steuerung zu Schritt S107 über. In Schritt S107 wird das
schwächere
Filter ausgewählt,
und die aktuelle Routine endet. Falls dagegen in Schritt S108 Nein
erwidert wird, d.h. falls die Lenkwinkeländerung DSTA in einem Bereich
von –60
bis 90 Grad pro Sekunde liegt und dadurch bestimmt wird, dass das
Lenkrad 15 langsam nach links gesteuert wird oder langsam
nach rechts zurückgebracht
wird, geht die Steuerung zu Schritt S105 über. In Schritt S105 wird das
stärkere
Filter ausgewählt,
und die aktuelle Routine endet.
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Wie
oben beschrieben, schließt
die automatische Einstellvorrichtung für optische Achsen zur automatischen
Anpassung der Richtungen der optischen Achsen von Fahrzeugscheinwerfern
gemäß der vorliegenden
Ausführungsform
den Lenkwinkelsensor 16 ein, der als Lenkwinkel-Messmittel
zur Messung des Lenkwinkels STA (Grad) des Fahrzeuglenkrads 15 dient,
sowie die ECU 20, die als Ansprechverhalten-Änderungsmittel
und auch als Schwenkungssteuermittel dient. Das Ansprechverhalten-Änderungsmittel
wechselt das Filter, um das Ansprechverhalten bei der Richtungseinschwenkung der
Richtung der optischen Achse der einzelnen Schwenkscheinwerfer (Scheinwerfer) 11L, 11R aufgrund
der Lenkwinkeländerung
(Winkelpositions-Änderungsrate)
DSTA des Lenkwinkels STA, der mit dem Lenkwinkelsensor 16 gemessen
wird, zu ändern.
Das Schwenkungssteuermittel passt die Richtung der optischen Achse
jedes Schwenkscheinwerfers 11L, 11R in Bezug auf
den Lenkwinkel STA, der mit dem Lenkwinkelsensor 16 gemessen
wird, aufgrund des Ziel-Steuerwinkels SWC an, der vom Ansprechverhalten-Änderungsmittel
durch Filtern des Lenkwinkels STA, der mit dem Lenkwinkelsensor 16 gemessen
wird (oder durch Filtern des Ziel-Schwenkwinkels SWT), durch das
Filter, das vom Ansprechverhalten-Änderungsmittel ausgewählt wurde,
bestimmt wird.
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Das
heißt,
das Filter wird gewählt,
um das Ansprechen auf eine Änderung
des Lenkwinkels STA während
der Richtungseinschwenkung der Richtung der optischen Achse jedes
Schwenkscheinwerfers 11L, 11R aufgrund der Lenkwinkeländerung
DSTA des Lenkwinkels 15, der mit dem Lenkwinkelsensor 16 gemessen
wird, zu ändern.
Die Richtung der optischen Achse jedes Schwenkscheinwerfers 11L, 11R wird
aufgrund des Schwenksteuerwinkels SWC angepasst, der durch Filterung
durch das gewählte
Filter erhalten wird. In diesem Stadium wird das schwächere Filter
gewählt,
falls bestimmt wird, dass das Lenkrad 15 schnell gesteuert
wird. Das stärkere
Filter wird gewählt,
falls bestimmt wird, dass das Lenkrad 15 langsam gesteuert
wird. Durch die Filteroperation durch das ausgewählte Filter kann die Schwenksteuerung
der Richtung der optischen Achse jedes Schwenkscheinwerfers 11L, 11R aufgrund
der Lenkoperation des Lenkrads 15 durchgeführt werden, ohne
dass sich der Fahrer unbehaglich fühlt.
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Der
Lenkwinkelsensor 16, der als Lenkwinkel-Messmittel der
automatischen Einstellvorrichtung für optische Achsen entsprechend
der vorliegenden Ausführungsform
dient, stellt die erfassungsfreie Region um den neutralen Punkt
(null Grad) des Lenkwinkels STA herum ein. Aufgrund dieser Anordnung wird
verhindert, dass die optischen Achsen der Schwenkscheinwerfer 11L, 11R als
Ansprechen auf eine Lenkbewegung des Lenkrads 15 innerhalb
des Spielwinkels des Lenkrads 15 um den neutralen Punkt
herum oder als Ansprechen auf eine kleine Lenkbewegung des Lenkrads 15 nach
links oder rechts gedreht wird, so dass die Lenkoperation durchgeführt werden
kann, ohne zu bewirken, dass sich der Fahrer unbehaglich fühlt.
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Die
oben genannte Ausführungsform
kann wie folgt modifiziert werden.
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In
der oben genannten Ausführungsform sind
zusätzlich
zu den linken und rechten Scheinwerfern 10L, 10R linke
und rechte Schwenkscheinwerfer 11L, 11R als Frontscheinwerfer
des Fahrzeugs vorgesehen, und die Schwenksteuerung wird für die linken
und rechten Schwenkscheinwerfer 11L, 11R durchgeführt. Jedoch
ist die vorliegende Erfindung in ihrer Praxis nicht auf die oben
genannte Ausführungsform
beschränkt. Zum
Beispiel können
die Scheinwerfer 10L, 10R auch direkt durch entsprechende
Stellglieder auf ähnliche
Weise wie die Schwenkscheinwerfer 11L, 11R gedreht
werden.
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Ferner
wird in Schritt S101 von 3 der oben genannten Ausführungsform
bestimmt, ob der Lenkwinkel STA des Lenkrads 15 größer null,
d.h. positiv ist, und falls bestimmt wird, dass der Lenkwinkel STA
positiv ist, wird bestimmt, dass das Lenkrad 15 nach rechts
gesteuert wird. Dies kann wie folgt modifiziert werden. Das heißt, wenn
der Lenkwinkel STA positiv ist, kann bestimmt werden, dass das Lenkrad 15 nach
links gesteuert wird, und wenn der Lenkwinkel STA negativ ist, kann
bestimmt werden, dass das Lenkrad 15 nach rechts gesteuert
wird.
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Weitere
Vorteile und Modifizierungen innerhalb des Bereichs der Ansprüche werden
dem Fachmann ohne weiteres ersichtlich sein. Die Erfindung ist in
ihrem weiteren Sinn daher nicht auf die spezifischen Einzelheiten,
das Vorrichtungsbeispiel und die erläuternden Beispiele, die dargestellt
und beschrieben wurden, beschränkt.