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Patent Searching and Data


Title:
METHOD FOR ASCERTAINING AN EMITTED AMOUNT OF SUBSTANCE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2021/083811
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for ascertaining an amount of substance (Em) that is emitted as a result of the operation of a functional unit (12) of an agricultural utility vehicle. In this case, signals (S_sen), generated independently of the amount of substance (Em) to be ascertained, from a signal source (18, 20) are transmitted to a data processing device (26) as input data (D_ein). The data processing device (26) contains at least one neural network (NN) as a trained model for processing the input data (D_ein). Output data (D_aus) that represent the emitted amount of substance (Em) are generated in the data processing device (26) using the at least one neural network (NN).

Inventors:
GOSSARD CHRISTOPHE (DE)
Application Number:
PCT/EP2020/079930
Publication Date:
May 06, 2021
Filing Date:
October 23, 2020
Export Citation:
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Assignee:
DEERE & CO (US)
JOHN DEERE GMBH & CO KG (DE)
International Classes:
F02D41/14; G05B13/02; G06Q50/02
Foreign References:
US20090300422A12009-12-03
US20080201054A12008-08-21
US20070233326A12007-10-04
DE102011009179A12012-07-26
Other References:
LIM ET AL: "Artificial neural network approach for prediction of ammonia emission from field-applied manure and relative significance assessment of ammonia emission factors", EUROPEAN JOURNAL OF AGRONOMY, ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 26, no. 4, 30 March 2007 (2007-03-30), pages 425 - 434, XP022009850, ISSN: 1161-0301, DOI: 10.1016/J.EJA.2007.01.008
Attorney, Agent or Firm:
DEHNHARDT, Florian (DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Ermittlung einer Stoffmenge (Em), welche durch den Betrieb einer Funktionseinheit (12, 14) eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs emittiert wird, wobei

- von der zu ermittelnden Stoffmenge (Em) unabhängig ge nerierte Signale (S_sen) einer Signalquelle (18, 18',

20) als Eingangsdaten (D_ein) an eine Datenverarbei tungsvorrichtung (26) gesendet werden,

- die Datenverarbeitungsvorrichtung (26) mindestens ein neuronales Netzwerk (NN) als ein eingelerntes Modell zur Verarbeitung der Eingangsdaten (D_ein) enthält, und

- in der Datenverarbeitungsvorrichtung (26) unter Anwen dung des mindestens einen neuronalen Netzwerkes (NN) Ausgangsdaten (D_aus) generiert werden, welche die emit tierte Stoffmenge (Em) repräsentieren.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die emittierte Stoffmenge (Em) aus einer Gruppe der fol genden Stoffe ausgewählt ist:

NOx, C02, CO, HC, N, NH4, P, K.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich net, dass die Funktionseinheit aus einer Gruppe der fol genden Einheiten ausgewählt ist:

- ein Verbrennungsmotor (12),

- ein Abgas-Nachbehandlungssystem,

- eine Befüll- oder Ausbringungseinrichtung (14) für Gülle.

4. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Signale (S_sen) der Signalquelle (18, 18', 20) einen Parameter (T, M, n, G_g) der Funktionseinheit (12, 14) repräsentieren.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass Signale (S_sen) der Signalquelle (18, 20) Werte mindes tens eines der folgenden Parameter repräsentieren:

- eine Abgastemperatur (T),

- ein Drehmoment (M) eines Verbrennungsmotors (10),

- eine Drehzahl (n) eines Verbrennungsmotors (10),

- eine die Güllezusammensetzung beeinflussende Größe

(G_g).

6. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der zu ermit telnden Stoffmenge (Em) unabhängig generierte Signale (S_sen) von mindestens einer der folgenden Signalquellen bereitgestellt werden:

- mindestens einem Sensor (18, 18'),

- einer Steuereinheit (20).

7. Verfahren nach wenigstens einem der vorhergehenden An sprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Eingangsdaten (D_ein) in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen Signalen (S_sen) einer Signalquelle (18, 20) und mindes tens einem vordefinierten Referenzwert (W_ref) an die Datenverarbeitungsvorrichtung (26) gesendet werden.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass

- der vordefinierte Referenzwert (W_ref) als ein Kalib rierwert (W_kal) einen Kalibrierzustand der Funktions einheit (12) repräsentiert, und - ein Signal (S_sen) der Signalquelle (18, 20) einen Ist-Zustand der Funktionseinheit (12) repräsentiert.

9. Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich net, dass Eingangsdaten (D_ein) an die Datenverarbei tungsvorrichtung (26) gesendet werden, wenn der Wert des Signals (S_sen) der Signalquelle (18, 20) größer ist als der vordefinierte Referenzwert (W_ref).

10. Anordnung (10) zur Ermittlung einer Stoffmenge (Em), welche durch den Betrieb einer Funktionseinheit (12, 14) eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs emittiert wird, mit

- einer Signalquelle (18, 18', 20) zur Bereitstellung von Signalen (S_sen), welche unabhängig von der zu er mittelnden Stoffmenge (Em) generiert sind,

- einer Datenverarbeitungsvorrichtung (26), welche die Signale (S_sen) als Eingangsdaten (D_ein) empfängt und mindestens ein neuronales Netzwerk (NN) als ein einge lerntes Modell zur Verarbeitung der Eingangsdaten (D_ein) enthält, und

- einem Ausgang (28) der Datenverarbeitungsvorrichtung (26) zur Ausgabe von Ausgangsdaten (D_aus), welche unter

Anwendung des mindestens einen neuronalen Netzwerkes (NN) generiert die emittierte Stoffmenge (Em) repräsen tieren.

11. Anordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie zur Überprüfung der Einhaltung eines vorbestimmten Grenzwertes (W_gr) der emittierten Stoffmenge (Em) ver wendet wird.

Description:
Verfahren zur Ermittlung einer emittierten Stoffmenge

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung einer Stoffmenge, welche durch den Betrieb einer Funktionseinheit eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs emittiert wird.

Ein wesentliches Kriterium bei landwirtschaftlichen Nutzfahr zeugen sind Emissionen spezifischer Stoffe während des Be triebs ihres Verbrennungsmotors. Es werden Mengen oder Kon zentrationen dieser emittierten Stoffe gemessen und auf Ein haltung vorbestimmter Grenzwerte geprüft.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine durch den Betrieb einer Funktionseinheit eines landwirtschaft lichen Nutzfahrzeugs emittierte Stoffmenge mit geringem tech nischen Aufwand zu ermitteln.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens gehen aus den Unteransprüchen hervor.

Mittels des Verfahrens gemäß Patentanspruch 1 wird eine Stoff menge ermittelt, welche durch den Betrieb einer Funktionsein heit eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs emittiert wird. Dabei werden von dem zu untersuchenden Stoff bzw. der zu er mittelnden Stoffmenge unabhängig generierte Signale einer Sig nalquelle als Eingangsdaten an eine Datenverarbeitungsvorrich tung gesendet. Die Datenverarbeitungsvorrichtung enthält min destens ein neuronales Netzwerk als ein eingelerntes Modell zur Verarbeitung der Eingangsdaten. Unter Anwendung des min destens einen neuronalen Netzwerkes werden in der Datenverar beitungsvorrichtung Ausgangsdaten generiert, welche die emit tierte Stoffmenge repräsentieren.

Der Einsatz der Datenverarbeitungsvorrichtung mit dem mindes tens einen neuronalen Netzwerk ermöglicht es, dass Eingangsda ten einerseits zuverlässig mit hoher Genauigkeit und anderer seits mit geringem technischen Aufwand verarbeitet werden kön nen. Eine derartige künstliche Intelligenz benötigt lediglich eine spezifische Definitionsphase und eine spezifische Lern phase (Trainingsphase), bis sie hinreichend genaue Ausgangsda ten für eine korrekte Ermittlung der Stoffmenge liefert. Nach Abschluss dieser Definitions- und Lernphase ist diese künstli che Intelligenz als softwarebasiertes, insbesondere algorith menbasiertes Modell dazu geeignet, als technisches Modell und somit als Ersatz für eine technisch aufwändige und entspre chend kostenintensive Sensorik im Nutzfahrzeug eingesetzt zu werden.

Somit kann beispielsweise eine kostenaufwändige Sensorik zur Ermittlung einer emittierten Stickoxid-Konzentration (NOx) vermieden werden. Vielmehr kann durch eine Kombination von am Nutzfahrzeug ohnehin verfügbaren Signalen (z.B. Sensorik, Steuereinheit, CAN-Bus) mit dem mindestens einen neuronalen Netzwerk der jeweils emittierte Stoff technisch einfach und kostengünstig hinsichtlich seiner Menge ermittelt werden. Hierbei wird in der Definitions- und Lernphase das jeweilige neuronale Netzwerk bzw. Modell vorzugsweise mit Hilfe eben solcher ohnehin am Nutzfahrzeug verfügbarer Signale einge lernt. Im Betrieb der Funktionseinheit kann dann die Datenver arbeitungsvorrichtung bzw. deren mindestens eines neuronales Netzwerk als eine eingelernte, virtuelle Sensorik verwendet werden, um technisch zuverlässig und kostengünstig die betref fende Stoffmenge zu ermitteln.

Als ermittelte Stoffmenge sind unterschiedliche Emissions stoffe denkbar, die jeweils hinsichtlich ihrer emittierten Menge (z.B. Konzentration, Anzahl der Partikel, Partikelstrom, Volumenstrom) untersucht bzw. geprüft werden. Die spezifische Stoffmenge kann unabhängig von ihrem Aggregatzustand (fest, flüssig, gasförmig) untersucht bzw. ermittelt werden. Auch einzelne Stoffe mit gleichzeitig mehreren Aggregatzuständen sind von einer entsprechend ausgebildeten Datenverarbeitungs vorrichtung hinsichtlich ihrer Menge überprüfbar.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung und ihr mindestens eines neuronales Netzwerk können zur Untersuchung eines einzigen Stoffes und folglich zur Ermittlung einer einzigen spezifi schen Stoffmenge ausgebildet sein. Alternativ ist die Daten verarbeitungsvorrichtung mit entsprechend eingelernten neuro nalen Netzwerken derart ausgebildet, dass diese zur Untersu chung mehrerer unterschiedlicher spezifischer Stoffe geeignet ist.

Bevorzugt untersuchte Stoffe hinsichtlich ihrer emittierten Stoffmenge sind verschiedene Stickoxide NOx wie NO und NO 2 , Kohlendioxid (CO 2) , Kohlenmonoxid (CO), Kohlenwasserstoff (CH). Diese Stoffe sind beispielsweise bei dem Betrieb eines Verbrennungsmotors als Funktionseinheit relevant.

Weitere zu ermittelnde Stoffe können Ammonium (NH 4) und die chemischen Elemente N, P, K sein, wobei diese Elemente in ele mentarer Form oder in gebundener Form ermittelt werden können, beispielsweise Stickstoffverbindungen, Nitrat (NO 3) , Phosphat (P 2 O5), Kali (K 2 O). Diese Stoffe sind beispielsweise bei dem Ausbringen von organischem Düngemittel bzw. Gülle relevant, vorzugsweise während des Betriebs einer Befüll- oder Ausbrin gungseinrichtung eines Gülle-Anhängers.

Auch die Nitratkonzentration im Erdreich (z.B. eines Ackers o- der einer Wiese) kann als eine emittierte Stoffmenge ermittelt werden. Hierbei wird die Nitratmenge bzw. Nitratkonzentration durch Ausbringen von Gülle bzw. Stickstoff in das Erdreich und nachfolgende Umwandlung im Erdreich indirekt emittiert.

Das Verfahren kann auf unterschiedliche Funktionseinheiten an gewendet werden, welche eine zu untersuchende bzw. zu ermit telnde Stoffmenge emittieren. Insbesondere sind als Funktions einheit ein Verbrennungsmotor oder ein Abgas-Nachbehandlungs system des Nutzfahrzeugs denkbar. Weiterhin sind auch Anbauge räte oder Teileinheiten davon als Funktionseinheit des land wirtschaftlichen Nutzfahrzeugs denkbar, da diese eine Funktion beim Arbeitseinsatz des Nutzfahrzeugs durchführen. Beispiels weise handelt es sich hierbei um eine Befüll- oder Ausbrin gungseinrichtung (z.B. Düse, Ventil, Leitung) für Gülle, vor zugsweise an einem Gülle-Anhänger. In allen Fällen kann bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine technisch auf wändige und entsprechend kostenintensive Sensorik und Messvor richtung vermieden werden.

Vorzugsweise repräsentieren Signale der jeweiligen Signal quelle einen oder mehrere Parameter der Funktionseinheit. Ins besondere wird mit den Signalen ein aktueller Zustand bzw. Ist-Zustand der Funktionseinheit bezüglich eines Parameters abgebildet. Somit kann die Datenverarbeitungsvorrichtung kontinuierlich einen aktuellen Zustand der Funktionseinheit berücksichtigen .

Geeignete Signale als Eingangsdaten für die Datenverarbei tungsvorrichtung sind beispielsweise Parameterwerte mindestens eines der folgenden Parameter: eine Abgastemperatur der Ver brennungsgase eines Verbrennungsmotors des landwirtschaftli chen Nutzfahrzeugs, ein Drehmoment des Verbrennungsmotors, eine Drehzahl des Verbrennungsmotors. Weitere Parameter können Umgebungsbedingungen (z.B. Temperatur, äußerer Luftdruck) oder andere technische Parameter an der Funktionseinheit sein.

Die vorgenannten Parameter sind insbesondere im Falle eines Verbrennungsmotors oder eines Abgas-Nachbehandlungssystems als Funktionseinheit geeignet.

Im Falle einer Befüll- oder Ausbringungseinrichtung für Gülle (z.B. an einem Gülle-Anhänger angeordnet) als Funktionseinheit können als Parameter vorzugsweise die Güllezusammensetzung be einflussende Größen (z.B. die Tierart, das Futter der Tiere, Art und/oder Dauer der Lagerung der Gülle) herangezogen wer den.

Im Falle einer Nitratkonzentration des Erdreiches als zu er mittelnde Stoffmenge kommen, abgesehen von den vorgenannten Parametern, im Zusammenhang mit der Befüll- oder Ausbringungs einrichtung für Gülle als Funktionseinheit beispielsweise fol gende Parameter in Betracht: verschiedene Wetterbedingungen, Sonneneinstrahlung, Oberflächenbeschaffenheit des betroffenen Ackers. Einerseits sind die Signale der Parameter unabhängig von einer direkten Ermittlung einer Stoffmenge und stehen gleichzeitig in einem Zusammenhang mit dem aktuellen Zustand und aktuellen Eigenschaften der Funktionseinheit. Andererseits stehen diese Parameter in vielen Fällen routinemäßig, insbesondere durch herkömmliche Sensorik, am Nutzfahrzeug zur Verfügung. Somit bleibt der technische Aufwand für die Bereitstellung stoffmen genunabhängiger Signale zur Ermittlung der Stoffmenge gering.

Für die Generierung und Bereitstellung der stoffmengenunabhän gigen Signale ist vorzugsweise mindestens ein Sensor, eine Kombination mehrerer Sensoren oder eine Steuereinheit vorgese hen. Diese Signalquellen haben den Vorteil, dass diese in vie len Fällen ohne zusätzlichen Aufwand bereits routinemäßig am Nutzfahrzeug zur Verfügung stehen. Dabei kann die Steuerein heit auch Signale eines Steuer- und/oder Datenbusses (z.B.

CAN) empfangen und als stoffmengenunabhängige Signale bereit stellen. Auch aus einem Kennlinienfeld abgeleitete Sensorsig nale können über die Steuereinheit bereitgestellt werden. In anderen Fällen kann der Sensor oder die Sensorik Bestandteil einer Einheit außerhalb des Nutzfahrzeugs sein, z.B. Satellit, Drohne, Wetterstation. Deren Signale bzw. Daten können dann zunächst einer Steuereinheit zugeführt werden oder als Ein gangsdaten direkt an die Datenverarbeitungsvorrichtung gesen det werden. Als Eingangsdaten können auch Daten eines Daten netzwerkes (z.B. Internet) verwendet werden. Letztere Daten können ggf. zunächst einer Steuereinheit zugeführt werden, welche dann die relevanten Daten als Eingangsdaten an die Da tenverarbeitungseinheit sendet.

Vorzugsweise werden Eingangsdaten in Abhängigkeit von einem Vergleich zwischen Signalen einer Signalquelle und mindestens einem vordefinierten Referenzwert an die Datenverarbeitungs vorrichtung gesendet. Hierdurch ist es möglich, dass Eingangs daten nur in Abhängigkeit eines bestimmten Vergleichsergebnis ses gesendet werden. Somit lässt sich auf Grundlage eines ge eigneten Vergleichs steuern, dass eine untersuchte Stoffmenge nicht kontinuierlich, sondern nur bei spezifisch festgestell ten Bedingungen ermittelt wird, nämlich nur dann, wenn die Er mittlung notwendig erscheint. Dies reduziert vorteilhaft die Anzahl der Datentransaktionen und die benötigte Rechenkapazi tät. Je nach verwendetem Datenübertragungsmittel wirkt diese Reduzierung auch kostensparend.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der vordefinierte Re ferenzwert als ein Kalibrierwert wirksam, der einen Kalibrier zustand der Funktionseinheit repräsentiert. Dieser Kalibrier zustand kann dann mit einem aktuellen Ist-Zustand der Funkti onseinheit verglichen werden, der von Signalen der Signal quelle repräsentiert wird. Beispielsweise ist der Kalibrierzu stand eines Verbrennungsmotors durch Referenzwerte, insbeson dere nicht zu überschreitende Maximalwerte, vordefiniert, wel che zuvor in einer Testphase bzw. während einer Homologation des Verbrennungsmotors gewonnen werden. Diese Referenzwerte beziehen sich beispielsweise auf ein maximales Drehmoment des Verbrennungsmotors, eine maximale Drehzahl des Verbrennungsmo tors oder eine maximale Abgastemperatur der Verbrennungsgase. Ein Vergleich zwischen dem Kalibierzustand und dem Ist-Zustand ist deshalb als Vorprüfung für eine effiziente Entscheidung geeignet, ob eine emittierte Stoffmenge überhaupt ermittelt werden muss.

Insbesondere werden Eingangsdaten an die Datenverarbeitungs vorrichtung nur dann gesendet, wenn der Wert des Signals der Signalquelle (z.B. ein gemessenes Drehmoment des Verbrennungs motors) größer ist als der vordefinierte Referenzwert (z.B. ein während der Homologation des Verbrennungsmotors festgeleg tes maximales Drehmoment). Somit würde im Sinne einer Daten sparsamkeit nur dann eine emittierte Stoffmenge ermittelt wer den, wenn ein Anhaltspunkt für potentiell zu hohe Stoffmenge vorliegt.

Eine Anordnung zur Ermittlung einer Stoffmenge, welche durch den Betrieb einer Funktionseinheit eines landwirtschaftlichen Nutzfahrzeugs emittiert wird, weist eine Signalquelle und eine Datenverarbeitungsvorrichtung auf.

Die Signalquelle dient der Bereitstellung von Signalen, welche unabhängig von der Stoffmenge generiert sind. Diese Signale repräsentieren also keine Stoffmenge, bilden jedoch Eingangs daten für die Datenverarbeitungsvorrichtung. Letztere wiederum gibt an einem Ausgang Ausgangsdaten aus, welche unter Anwen dung mindestens eines in ihr implementierten neuronalen Netz werkes generiert werden und die emittierte Stoffmenge reprä sentieren. Somit kann durch eine Kombination von beispiels weise am Nutzfahrzeug ohnehin verfügbaren Signalen (z.B. Sen sorik, Steuereinheit) mit dem mindestens einen neuronalen Netzwerk der jeweils emittierte Stoff technisch einfach und kostengünstig hinsichtlich seiner Menge ermittelt werden.

Vorzugsweise dient die Anordnung dazu, die emittierte Stoff menge zu ermitteln und dahingehend zu überprüfen, ob diese ei nen vorbestimmten Grenzwert einhält. Dies kann beispielsweise ein gesetzgeberisch festgelegter Höchstwert sein, der einzu halten ist bzw. der nicht überschritten werden darf. Zu diesem Zweck können die Ausgangsdaten der Datenverarbeitungsvorrichtung beispielsweise einer nachge schalteten Prüfstufe mit einem entsprechenden Vergleichsalgo rithmus zugeführt werden.

Bei dem landwirtschaftlichen Nutzfahrzeug handelt es sich ins besondere um einen Traktor bzw. Schlepper, eine Erntemaschine, einen Feldhäcksler, oder dergleichen.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeich nungen näher erläutert. Dabei sind hinsichtlich ihrer Funktion übereinstimmende bzw. vergleichbare Bauteile mit denselben Be zugszeichen gekennzeichnet. Es zeigen:

Fig. 1 ein Ausführungsbeispiel einer schematisch darge stellten Anordnung zur Durchführung des erfindungs gemäßen Verfahrens,

Fig. 2 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer schematisch dargestellten Anordnung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens, und

Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer schematisch dargestellten Anordnung zur Durchführung des erfin dungsgemäßen Verfahrens.

Fig. 1 zeigt eine Anordnung 10 mit mehreren Bestandteilen zur Ermittlung einer Stoffmenge Em, welche durch den Betrieb einer Funktionseinheit 12, 14 eines landwirtschaftlichen Nutzfahr zeugs, insbesondere eines Traktors, emittiert wird. In Fig. 1 und Fig. 2 handelt es sich bei der Funktionseinheit 12 um ei nen Verbrennungsmotor des Nutzfahrzeugs, während bei der Aus führungsform gemäß Fig. 3 die Funktionseinheit 14 als eine lediglich schematisch dargestellte Ausbringungseinrichtung für Gülle ausgebildet ist. Diese Ausbringungseinrichtung 14 ist Bestandteil eines Gülle-Anhängers 16, der von dem Nutzfahrzeug im Betriebseinsatz gezogen wird.

Gemäß Fig. 1 erfasst eine Sensorik 18 aktuelle Werte von Para metern des Verbrennungsmotors 12, beispielsweise eine Abgas temperatur T, ein Drehmoment M und eine Motordrehzahl des Ver brennungsmotors 12. Die Sensorik 18 ist hier der Einfachheit halber als Überbegriff für die einzelnen erforderlichen Senso ren zur Erfassung der Parameter genannt. Die mittels der Sen sorik 18 von der zu ermittelnden Stoffmenge Em unabhängig ge nerierten Sensorsignale S_sen werden einer Steuereinheit 20 zugeführt. Die Steuereinheit 20 enthält vorzugsweise die für eine Signal- bzw. Datenverarbeitung erforderlichen Funktiona litäten wie etwa Lese- und/oder Schreibeinheit, Speicherein heit, Prozessor. Darüber hinaus werden der Steuereinheit 20 auch Signale bzw. Daten eines Daten- und/oder Steuerbusses 22 zugeführt. Dieser Bus 22 ist vorzugsweise fahrzeugseitig vor handen, z.B. ein CAN-Bus.

Die Steuereinheit 20 sendet empfangene Signale bzw. Daten der Sensorik 18 und des Busses 22 ggf. in einer verarbeiteten Form als Eingangsdaten D_ein an einen Eingang 24 einer Datenverar beitungsvorrichtung 26.

Alternativ können die Sensorsignale S_sen auch direkt ohne Zwischenschaltung der Steuereinheit 20 an die Datenverarbei tungsvorrichtung 26 gesendet werden.

Die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 enthält mindestens ein neuronales Netzwerk NN, welches als ein eingelerntes, softwarebasiertes Modell zur Verarbeitung der Eingangsdaten D_ein ausgebildet ist. Das mindestens eine neuronale Netzwerk NN bildet gewissermaßen eine virtuelle Sensorik, welche eine direkte Messung der emittierten Stoffmenge Em ersetzt.

In der Datenverarbeitungsvorrichtung 26 werden unter Anwendung des mindestens einen neuronalen Netzwerkes NN Ausgangsdaten D_aus generiert, welche an einem Ausgang 28 der Datenverarbei tungsvorrichtung 26 anstehen und die emittierte Stoffmenge Em repräsentieren .

Die Ausgangsdaten D_aus werden einer Prüfstufe 30 zugeführt, in der die Ausgangsdaten D_aus ggf. in einer weiterverarbeite ten Datenform mit einem vorbestimmten Grenzwert W_gr vergli chen werden. Der Vergleich dient einer Überprüfung, ob mit dem Wert der Ausgangsdaten D_aus - und folglich mit dem Wert der rechnerisch ermittelten Stoffmenge Em - der vorbestimmte Grenzwert W_gr eingehalten, insbesondere nicht überschritten wird. In der Prüfstufe 30 können auch von dem Vergleichsergeb nis abhängige Informationen für Benutzer oder für Dritte gene riert und ausgegeben werden. Weiterhin können in der Prüfstufe 30 Maßnahmen veranlasst werden, beispielsweise durch Ausgabe entsprechender Steuersignale.

Die Anordnung gemäß Fig. 2 unterscheidet sich von der Ausfüh rungsform gemäß Fig. 1 im Wesentlichen dadurch, dass in der Steuereinheit 20 Signale S_sen der Sensorik 18 während eines Vergleichsschrittes S1 mit einem vordefinierten Referenzwert W_ref verglichen werden. Eingangsdaten D_ein werden in Abhän gigkeit des Vergleichsergebnisses in dem Vergleichsschritt S1 an die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 gesendet. In dem Ausführungsbeispiel entspricht der Referenzwert W_ref einem Kalibrierwert W_kal, welcher einen Kalibrierzustand des Verbrennungsmotors 12 repräsentiert. Der Kalibrierzustand wird zuvor mittels einer Testphase bzw. einer Homologation des Ver brennungsmotors 12 definiert. Mit anderen Worten wird hier durch ein zulässiger Arbeitsbereich für den Verbrennungsmotor 12 definiert. Der Kalibrierwert W_kal entspricht deshalb bei spielsweise einer maximal zulässigen Abgastemperatur T_max, einem maximal zulässigen Drehmoment M_max oder einer maximal zulässigen Drehzahl n_max des Verbrennungsmotors 12.

Signale S_sen der Sensorik 18 repräsentieren einen erfassten Ist-Zustand des Verbrennungsmotors 12, da die Sensorik 18 ak tuelle Werte einzelner Parameter des Verbrennungsmotors 12, z.B. die aktuelle Abgastemperatur T, das aktuelle Drehmoment M und/oder die aktuelle Motordrehzahl n erfasst.

Somit wird in dem Vergleichsschritt S1 der Kalibrierzustand des Verbrennungsmotors 12 mit seinem Ist-Zustand bezüglich ausgewählter Parameter verglichen. Ergibt der Vergleich, dass der aktuelle Wert des ausgewählten Parameters den vordefinier ten Referenzwert W_ref bzw. den Kalibrierwert W_kal nicht überschreitet (das bedeutet S_sen < W_ref), entscheidet die Steuereinheit 20, keine Eingangsdaten D_ein an die Datenerar beitungsvorrichtung 26 zu senden. Ergibt der Vergleich hinge gen, dass der aktuelle Wert des betrachteten Parameters den vordefinierten Referenzwert W_ref bzw. den Kalibrierwert W_kal überschreitet (das bedeutet S_sen > W_ref), veranlasst die Steuereinheit 20, Eingangsdaten D_ein an die Datenerarbei tungsvorrichtung 26 zu senden. Zu diesem Zweck kann dem JA- Ausgang des Vergleichsschrittes S1 der Binärwert J = 1 zuge ordnet sein, welcher durch seine Verarbeitung in einem UND- Operator AND die Steuereinheit 20 veranlasst, die Eingangsda ten D_ein abzusenden.

Somit werden mittels des Vergleichsschrittes S1 Eingangsdaten D_ein nur dann an die Datenverarbeitungsvorrichtung 26 gesen det, wenn ein Betrieb des Verbrennungsmotors 12 außerhalb sei nes Kalibrierzustandes festgestellt worden ist. Nur dann be steht die Möglichkeit, dass eine zu hohe emittierte Stoffmenge Em entsteht, welche deshalb mittels der Datenverarbeitungsvor richtung 26 berechnet wird. Der Vergleichsschritt S1 vermeidet deshalb unnötige Datentransaktionen, wenn der Verbrennungsmo tor 12 innerhalb seines vordefinierten Kalibrierzustandes ar beitet.

Bei den Ausführungsformen gemäß Fig. 1 und Fig. 2 ermittelt die Anordnung 10 eine emittierte Stoffmenge Em mindestens ei nes der Stoffe NO, NO2, CO2, CO, HC. Diese Stoffe sind im Zu sammenhang mit einem Betrieb des Verbrennungsmotors 12 von In teresse .

Im Gegensatz dazu ermittelt die Anordnung 10 gemäß Fig. 3 eine emittierte Stoffmenge Em im Zusammenhang mit der Ausbringung von Gülle auf eine landwirtschaftliche Fläche. Beispielsweise wird hierbei die Stoffmenge Em mindestens eines der Stoffe Am monium (NH4), Phosphat (P2O5), Kali (K2O), Stickstoff (N), Nit ¬ rat (NO3) ermittelt.

Auch bei der Ausführungsform gemäß Fig. 3 werden Signale unab hängig von der zu ermittelnden Stoffmenge Em generiert und in der Steuereinheit 20 in ggf. verarbeiteter Form bereitge stellt, um danach als Eingangsdaten D_ein an die Datenverar beitungsvorrichtung 26 gesendet zu werden. Entsprechend dem Anwendungszweck in Fig. 3 ist das neuronale Netzwerk NN spezi fisch darauf eingelernt, als virtuelle Sensorik einen durch ausgebrachte Gülle emittierten Stoff (z.B. NH4, P2O5, K2O, N, NO3) hinsichtlich der emittierten Menge zu berechnen bzw. zu ermitteln .

Die von der Steuereinheit 20 bereitgestellten Signale basieren auf Sensorsignale S_sen und/oder auf Signale bzw. Daten eines Datennetzwerkes 32 (z.B. Internet). Letzteres kann beispiels weise dazu dienen, dass ein Landwirt bzw. Benutzer eine die Güllezusammensetzung beeinflussende Größe G_g als Parameter an die Steuereinheit 20 übermittelt. Diese Größe G_g kann auch automatisch als Daten aus einer Datenbank oder als Sensorsig nale über das Datennetzwerk 32 an die Steuereinheit 20 über mittelt werden.

Bei der die Güllezusammensetzung beeinflussenden Größe G_g handelt es sich vorzugsweise um eine die Gülle erzeugende Tierart, das Futter der Tiere oder auch die Art und/oder Dauer der Lagerung der Gülle.

Im Falle einer Nitratkonzentration im Erdreich 34 als zu er mittelnde Stoffmenge Em kommen abgesehen von den vorgenannten Größen G_g als Parameter beispielsweise folgende Parameter in Betracht: Wetterbedingungen, Sonneneinstrahlung, Oberflächen beschaffenheit des betroffenen Ackers 36. Die Werte dieser Pa rameter werden vorzugsweise mittels einer geeigneten Sensorik 18' erfasst. Diese Sensorik 18' enthält mindestens einen Sen sor und kann zumindest teilweise Bestandteil einer oder mehre rer Einheiten außerhalb des betriebenen Nutzfahrzeugs sein, z.B. Satellit, Drohne, Wetterstation. Deren Signale bzw. Daten S_sen werden dann der Steuereinheit 20 zugeführt. Die Nitratkonzentration im Erdreich 34 kann ebenfalls als eine emittierte Stoffmenge Em ermittelt werden. Hierbei wird die Nitratmenge bzw. -konzentration durch Ausbringen von Gülle bzw. Stickstoff in das Erdreich 34 und nachfolgende Umwandlung im Erdreich 34 indirekt emittiert.

In Fig. 3 werden die die jeweils emittierte Stoffmenge Em re präsentierenden Ausgangsdaten D_aus der Datenverarbeitungsvor richtung 26 wiederum einer Prüfstufe 30 zugeführt. Hinsicht lich der Funktion der Prüfstufe 30 in Fig. 3 wird auf die Er läuterungen zur Ausführungsform gemäß Fig. 1 verwiesen.