CN113874245B - 通信控制器、通信方法和电动车辆 - Google Patents

Abstract

提供的是一种用于与充电设备进行消息交换的通信装置和通信方法，以及包括该通信装置的电动车辆。通信装置包括：通信单元，通信单元被提供为通过第一通信信道耦合到充电设备；以及控制单元，其通过第二通信通道耦合到通信单元。当在第一时间点将请求消息发送到通信单元时，控制单元基于设定到与请求消息相关联的超时标志的值来确定目标轮询时间。然后，在从第一时间点到第二时间点的等待时间段内，控制单元在每个目标轮询时间周期性地检查通信单元是否接收到来自充电设备的响应消息，在该第二时间点处已经从第一时间点经过与请求消息相关联的超时时间。

Description

通信控制器、通信方法和电动车辆

技术领域

本公开涉及用于在电动车辆的通信装置和充电设备之间进行消息交换的通信技术。

本申请要求于2019年9月9日在韩国提交的韩国专利申请No.10-2019-0111600的优先权，其公开内容通过引用合并于此。

背景技术

近来，随着全球对环保能源的日益关注，具有可再充电电池的电动车辆的广泛使用正以高速增长。

当利用来自电动车辆供应设备(EVSE)的电力向电动车辆充电(特别是快速充电)时，有必要根据电动车辆和EVSE之间的充电过程按顺序进行数据交换。

为此，电动车辆和EVSE中的每一个都需要用于它们之间的通信的通信装置，并且电动车辆的通信装置可以被称为电动车辆通信控制器(EVCC)，并且EVSE的通信装置可以被称为为供应设备通信控制器(SECC)。

电动车辆和EVSE之间的数据发送和接收的通信协议标准包括ISO/IEC 15118和DIN SPEC 70121。每个标准根据当电动车辆连接到EVSE时开始的充电过程以及与每个消息关联的信息(例如，超时时间)定义了电动车辆和EVSE之间要交换的消息的交换顺序。当发生超时时，也就是说，当从当电动车辆将相应请求消息发送到充电设备时的时间点开始在与相应的请求消息相关联的超时时间内电动车辆未从充电设备接收到对请求消息的响应消息时，电动车辆的充电过程不期望地结束。

发明内容

技术问题

本公开被设计为解决上述问题，因此，本公开旨在提供一种通信装置，以及提供一种电动车辆和通信方法，该通信装置用于执行轮询处理，每次通信装置向充电设备发送请求消息时周期性地检查是否从充电设备接收到响应消息，以减少在与充电设备进行消息交换期间发生的超时的频率。

本公开的这些和其他目的和优点可以通过以下描述来理解，并且从本公开的实施例中将显而易见。另外，将容易理解，本公开的目的和优点可以通过所附权利要求书中阐述的手段及其组合来实现。

技术方案

根据本公开的一方面的通信装置用于与充电设备进行消息交换。该通信装置包括：通信单元，其被提供为通过第一通信信道耦合到充电设备；以及控制单元，其通过第二通信信道耦合到通信单元。控制单元被配置为当在第一时间点通过所述第二通信信道向所述通信单元发送请求消息时，识别设定到与所述请求消息相关联的超时标志的值。控制单元被配置为基于所识别的值确定目标轮询时间。控制单元被配置为：在从第一时间点到第二时间点的等待时间段内，在每个目标轮询时间周期性地检查所述通信单元是否接收到来自充电设备的响应消息，在所述第二时间点处已经从所述第一时间点经过与所述请求消息相关联的超时时间。

通信单元被配置为通过所述第一通信信道从所述控制单元向所述充电设备发送所述请求消息。

控制单元可以被配置为：当所识别的值等于第一值时，将所述目标轮询时间确定为等于各自与所述请求消息相关联的默认时间和先前轮询时间之和。

控制单元可以被配置为：当所识别的值等于第二值时，将所述目标轮询时间确定为等于与所述请求消息相关联的参考轮询时间。参考轮询时间等于或小于先前轮询时间。

控制单元可以被配置为：当所识别的值等于所述第二值时，将所述目标轮询时间确定为等于所述先前轮询时间。

控制单元可以被配置为：当所述通信单元在所述等待时间段内接收到所述响应消息时，将所述超时标志设定为等于所述第一值，并且将所述先前轮询时间更新为等于所述目标轮询时间。

控制单元可以被配置为：当所述通信单元在所述等待时间段内未接收到所述响应消息时，将所述超时标志设定为等于所述第二值。

控制单元可以被配置为：当所述通信单元在所述等待时间段内未接收到所述响应消息时，将所述超时标志设定为等于所述第二值，并且将所述先前轮询时间更新为等于通过从所述目标轮询时间减去所述默认时间而计算出的时间。

第一通信信道可以是用于串行***接口通信的信道。

第二通信信道可以是用于电力线通信的信道。

根据本公开的另一方面的电动车辆包括通信装置。

根据本公开的又一方面的用于与充电设备进行消息交换的通信方法使用该通信装置。该通信方法包括：在所述第一时间点通过所述第二通信信道向所述通信单元发送所述请求消息，识别设定到所述超时标志的值，基于所识别的值确定所述目标轮询时间，以及在所述等待时间段内，在每个目标轮询时间周期性地检查所述通信单元是否接收到来自所述充电设备的响应消息。

有益效果

根据本公开的实施例中的至少一个，可以通过每次电动车辆的通信装置向充电设备发送请求消息时执行周期性地检查是否从充电设备接收到响应消息的轮询处理来减少在与充电设备进行消息交换期间发生的超时的频率。

此外，根据本公开的实施例中的至少一个，可以通过基于在与充电设备进行消息交换期间的超时发生历史来自适应地调整轮询处理的轮询时间，来有效地管理轮询处理的计算量。

本公开的效果不限于上述效果，并且本领域技术人员将从所附权利要求书中清楚地理解这些和其他效果。

附图说明

附图示出了本公开的优选实施例，并且与以下描述的本公开的详细描述一起用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此，本公开不应被理解为限于附图。

图1是示例性地示出根据本公开的充电***的架构的图。

图2是示例性地示出可以在图1的电动车辆的通信装置和充电设备之间交换的消息的图。

图3是示例性地示出根据第一实施例的用于在电动车辆的通信装置与充电设备之间进行消息交换的方法的流程图。

图4是示例性地示出根据第二实施例的用于在电动车辆的通信装置与充电设备之间进行消息交换的方法的流程图。

图5是示例性地示出根据第三实施例的用于在电动车辆的通信装置与充电设备之间进行消息交换的方法的流程图。

图6是在描述与根据第一至第三实施例的方法相关联的轮询处理中参考的时序图。

具体实施方式

在下文中，将参考附图详细描述本公开的优选实施例。在描述之前，应该理解的是，说明书和所附权利要求书中使用的术语或词语不应被解释为限于一般含义和字典含义，而应在允许发明人适当定义术语以进行最佳解释的原理的基础上，基于与本发明的技术方面相对应的含义和概念来解释。

因此，本文描述的实施例和附图中示出的图示仅是本公开的最优选实施例，而无意于全面描述本公开的技术方面，因此应理解，提交申请时可能已经对其进行了各种其他等同替换和修改。

包括诸如“第一”、“第二”等的序数的术语用于在各种元件中将一个元件与另一个元件区分开，但并不旨在通过这些术语来限制这些元件。

除非上下文另外明确指出，否则应理解，术语“包括”在本说明书中使用时，指定存在所述元件，但不排除存在或添加一个或多个其他元件。另外，本文所使用的术语“控制单元”是指具有至少一个功能或操作的处理单元，并且可以单独地或组合地通过硬件或软件来实现。

此外，在整个说明书中，将进一步理解，当一个元件被称为“连接到”另一个元件时，该元件可以直接连接到另一个元件，或者可以存在中间元件。

图1是示例性地示出根据本公开的充电***的架构的图。

参考图1，充电***1包括电动车辆100和充电设备200。

电动车辆100包括连接器110、充电电路120、电池B和通信装置130。

充电设备200包括连接器210、电源220和通信装置230。

连接器110通过电线11和电线12耦合到充电电路120。另外，连接器110通过通信通道31耦合到通信装置130。

连接器210通过电线21和电线22耦合到电源220。另外，连接器210通过通信通道41耦合到通信装置230。

电源220被设置为供应充电电力(例如，直流电力、交流电力)，并且可以是例如商业电力。

连接器110和连接器210被设置为彼此附接和从彼此拆卸。当连接器110耦合到连接器210时，通信装置130和通信装置230被耦合以通过通信通道31和通信通道41彼此通信。另外，当连接器210耦合到连接器110时，充电电路120通过电线11、电线12、电线21和电线22耦合到电源220。

在连接器110耦合到连接器210时，充电电路120响应于来自通信装置130的控制信号，将来自电源220的充电电力转换为具有预定电压电平的直流电力。电池B可以用从充电电路120供应的直流电力充电。

电池B包括至少一个电池单体。例如，电池单体可以是锂离子电池单体。如果可以重复地再充电，则电池单体不限于特定类型。

通信装置130包括控制单元131和通信单元132。

控制单元131可以使用专用集成电路(ASIC)、数字信号处理器(DSP)、数字信号处理设备(DSPD)、可编程逻辑设备(PLD)、现场可编程门阵列(FPGA)、用于执行其他功能的微处理器或电气单元中的至少一种以硬件实现。控制单元131可以在其中包括存储器140。存储器140可以存储执行如下所述的方法所必需的程序和数据。存储器140可以包括例如闪存类型、硬盘类型、固态磁盘(SSD)类型、硅磁盘驱动器(SDD)类型、多媒体卡微型类型、随机存取存储器(RAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)或可编程只读存储器(PROM)中的至少一种类型的存储介质。

通信单元132可以包括已知的通信芯片，例如QCA7005。

当连接器210和连接器110彼此耦合时，通信单元132耦合至通信装置230以通过通信通道31和通信通道41彼此通信。通信单元132和控制单元131通过通信信道32耦合。

通信信道31可以是例如用于电力线通信(PLC)的信道。通信信道32可以是例如用于串行***接口(SPI)通信的信道。当通信单元132通过通信信道31从通信装置230接收到响应消息时，通信单元132可以通过通信信道32将接收到的响应消息发送到控制单元131。

图2是示例性地示出可以在图1的电动车辆100和充电设备200之间交换的消息的图。

假设图2中所示的M#1～M#18消息在通信装置130和通信装置230之间交换。

当连接器110和连接器210彼此连接时，通信装置130和通信装置230可以根据电池B的充电过程按顺序交换M#1消息至M#18消息。每个消息可以用于通知/获取与电动车辆100和充电设备200的状态以及充电过程相关联的信息。

可以在电动车辆100和充电设备200之间交换的消息的类型不限于图2中所示的那些类型，并且M#1至M#18消息中的一些可以省略，或者可以添加不同类型的消息。

电动车辆100发送至充电设备200的消息被称为“请求消息”，并且充电设备200响应于来自电动车辆的请求消息而发送至电动车辆100的消息被称为“响应消息”。

当通信装置130将特定队列的请求消息发送到通信装置230并且在没有超时的情况下从通信装置230接收到响应消息，通信装置130可以将下一请求消息发送到通信装置230。

在下文中将参考图3至图5描述根据本公开的第一至第三实施例的通信方法。可以针对电动车辆100和充电设备200之间可以交换的每个消息执行根据第一至第三实施例的用于消息交换的每种通信方法。

图3是示例性地示出根据第一实施例的用于在电动车辆100的通信装置130和充电设备200之间进行消息交换的方法的流程图。

参考图3，在步骤S310中，控制单元131通过通信信道32向通信单元132发送请求消息。

在步骤S320中，控制单元131确定与请求消息相关联的超时标志是否被设定为等于第一值。设定为等于第一值的超时标志指示在先前周期的充电过程中未发生相应消息的超时。相反，设定为不等于第一值的超时标志指示在先前周期的充电过程中发生相应消息的超时。当步骤S320的值为“是”时，执行步骤S330。当步骤S320的值为“否”时，执行步骤S340。

在步骤S330中，控制单元131将目标轮询时间确定为等于先前轮询时间和默认时间之和。

在步骤S340中，控制单元131将目标轮询时间确定为等于参考轮询时间。

在步骤S350中，控制单元131在每个目标轮询时间检查通信单元132是否接收到来自充电设备200的响应消息，直到等待时间段结束。

在步骤S360中，控制单元131确定在等待时间段内通信单元132是否接收到来自充电设备200的响应消息。即，控制单元131确定是否没有发生超时。当步骤S360的值为“是”时，执行步骤S370。当步骤S360的值为“否”时，执行步骤S380。

在步骤S370中，控制单元131将超时标志设定为第一值，并且将先前轮询时间更新为等于目标轮询时间。

在步骤S380中，控制单元131将超时标志设定为第二值。

图4是示例性地示出根据第二实施例的用于在电动车辆100的通信装置130和充电设备200之间进行消息交换的方法的流程图。

参考图4，在步骤S410中，控制单元131通过通信信道32向通信单元132发送请求消息。

在步骤S420中，控制单元131确定与请求消息相关联的超时标志是否被设定为等于第一值。当步骤S420的值为“是”时，执行步骤S430。当步骤S420的值为“否”时，执行步骤S440。

在步骤S430中，控制单元131将目标轮询时间确定为等于先前轮询时间和默认时间之和。

在步骤S440中，控制单元131将目标轮询时间确定为等于先前轮询时间。

在步骤S450中，控制单元131在每个目标轮询时间检查通信单元132是否接收到来自充电设备200的响应消息，直到等待时间段结束。

在步骤S460中，控制单元131确定在等待时间段内通信单元132是否接收到来自充电设备200的响应消息。即，控制单元131确定是否没有发生超时。当步骤S460的值为“是”时，执行步骤S470。当步骤S460的值为“否”时，执行步骤S480。

在步骤S470中，控制单元131将超时标志设定为第一值，并且将先前轮询时间更新为等于目标轮询时间。

在步骤S480中，控制单元131将超时标志设定为第二值，并且将先前轮询时间更新为等于通过从目标轮询时间减去默认时间而计算出的时间。

图5是示例性地示出根据第三实施例的用于在电动车辆100的通信装置130和充电设备200之间进行消息交换的方法的流程图。

参考图5，在步骤S510中，控制单元131通过通信信道32向通信单元132发送请求消息。

在步骤S520中，控制单元131确定与请求消息相关联的超时标志是否被设定为等于第一值。当步骤S520的值为“是”时，执行步骤S530。当步骤S520的值为“否”时，执行步骤S540。

在步骤S530中，控制单元131将目标轮询时间确定为等于(i)先前轮询时间和默认时间之和以及(ii)最大轮询时间中的较小一个。

在步骤S540中，控制单元131将目标轮询时间确定为等于先前轮询时间和最小轮询时间中的较大一个。

在步骤S530或S540中确定的目标轮询时间在最小轮询时间和最大轮询时间之间。参考轮询时间也在最小轮询时间和最大轮询时间之间。

在步骤S550中，控制单元131在每个目标轮询时间检查通信单元132是否接收到来自充电设备200的响应消息，直到等待时间段结束。

在步骤S560中，控制单元131确定在等待时间段内通信单元132是否接收到来自充电设备200的响应消息。即，控制单元131确定是否没有发生超时。当步骤S560的值为“是”时，执行步骤S570。当步骤S560的值为“否”时，执行步骤S580。

在步骤S570中，控制单元131将超时标志设定为第一值，并且将先前轮询时间更新为等于目标轮询时间。

在步骤S580中，控制单元131将超时标志设定为第二值，并且将先前轮询时间更新为等于通过从目标轮询时间减去默认时间而计算出的时间。

根据第一至第三实施例，当在先前周期的充电过程中未发生消息的超时时，在当前周期确定的目标轮询时间可以长于在先前周期确定的目标轮询时间。因此，可以减少用于轮询处理的控制单元131的计算量。

相反，当在先前周期的充电过程中发生消息的超时时，可以将在当前周期确定的目标轮询时间设定为等于或小于在先前周期确定的目标轮询时间。因此，可以减少消息超时再次发生的可能性。

将另外描述用于描述第一至第三实施例的术语“先前轮询时间”、“默认时间”、“参考轮询时间”、“最大轮询时间”、“最小轮询时间”和“等待时间段”。

图6是在描述与根据第一至第三实施例的方法相关联的轮询处理中参考的时序图。

当i＝1～18时，图6示例性地示出了M#1至M#18消息当中的第i消息M#i的交换过程。

在时间点T_{i_1}，控制单元131通过通信信道32将第i请求消息发送到通信单元132。

在时间点T_{i_2}，通信单元132通过通信信道31将第i请求消息从控制单元131发送到充电设备200。

在时间点T_{i_3}，通信装置230通过通信信道31将第i响应消息发送到通信单元132。

在时间点T_{i_4}，通信单元132通过通信信道32将来自通信装置230的第i响应消息发送到控制单元131。

然而，由于控制单元131或通信单元132中的至少一个的故障导致控制单元131未从通信单元132接收第i响应消息，因此存在将会发生第i消息M#i的超时的可能性。

控制单元131可以在时间点T_{i_1}执行第i轮询处理，以防止第i消息M#i的超时，下面将提供其详细描述。

控制单元131在从时间点T_{i_1}到时间点T_{i_5}的第i等待时间段P_i内等待接收到第i响应消息。时间点T_{i_5}可以是从时间点T_{i_1}经过与第i消息相关联的第i超时时间的时间点。第i超时时间是预设的第i默认值(例如2.0秒)，并且可以存储在存储器140中。

当第i轮询处理开始时，控制单元131识别设定到与第i请求消息相关联的第i超时标志的值。即，控制单元131确定第i超时标志是否被设定为等于第一值(例如，0)和第二值(例如，1)当中的第一值。可以将第i超时标志存储在存储器140中。如上所述，被设定为等于第一值的第i超时标志指示在先前周期的充电过程中没有发生第i消息M#i的超时。相反，被设定为等于第二值的第i超时标志指示在先前周期的充电过程中发生第i消息M#i的超时。

控制单元131可以取决于第i超时标志被设定为等于第一值还是第二值来不同地设定第i目标轮询时间ΔT_{i_tg}。

详细地，当第i超时标志被设定为等于第一值时，第i目标轮询时间ΔT_{i_tg}可以被确定为等于(1)第i默认时间与第i先前轮询时间之和或(2)第i最大轮询时间。

相反，当第i超时标志被设定为等于第二值时，第i目标轮询时间ΔT_{i_tg}可以被确定为等于(3)第i参考轮询时间、(4)第i先前轮询时间或(5)最小轮询时间。

第i先前轮询时间可以等于在先前周期的充电过程中由控制单元131确定并存储在存储器140中的第i目标轮询时间。当第一次执行与充电设备200交换第i消息时，控制单元131可以将第i参考轮询时间用作第i先前轮询时间。

第i默认时间、第i参考轮询时间、第i最大轮询时间、第i最小轮询时间和第i超时时间中的每一个是针对第i轮询处理的预设默认值，并且可以存储在控制单元131的存储器140中。

第i参考轮询时间(例如0.040秒)可以长于第i默认时间(例如0.001秒)，并且短于第i超时时间(例如2.0秒)。

第i最大轮询时间(例如0.060秒)是可以在第i轮询处理中使用的轮询时间的上限，并且可以长于第i参考轮询时间，并且短于第i超时时间。

第i最小轮询时间(例如0.025秒)是可以在第i轮询处理中使用的轮询时间的下限，并且可以长于第i默认时间，并且短于第i参考轮询时间。

在确定了第i目标轮询时间ΔT_{i_tg}之后，直到到达时间点T_{i_5}，控制单元131可以在每个第i目标轮询时间ΔT_{i_tg}周期性地检查通信单元132是否接收到第i响应消息。因此，即使控制单元131在时间点T_{i_4}没有接收到由通信单元132发送的第i响应消息，也可以在从该时间点T_{i_4}到时间点T_{i_5}的剩余时间段内检查控制单元131是否接收到第i响应消息，从而减少了第i消息将发生超时的可能性。

上面描述的本公开的实施例不仅仅通过装置和方法来实现，并且可以通过实现与本公开的实施例的配置相对应的功能的程序或者在其上记录有程序的记录介质来实现。并且，本领域技术人员可以从前述实施例的公开内容中容易地实现这种实施方式。

虽然以上已经针对有限数量的实施例和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员显而易见的是，可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内对其进行各种修改和改变。

另外，由于本领域技术人员可以在不脱离本公开的技术方面的情况下对本公开进行许多替换、修改和改变，因此本公开不限于前述实施方式和附图，并且可以选择性地组合一些或所有实施例以对本公开进行各种修改。

Claims (11)

1.一种用于与充电设备进行消息交换的通信装置，包括：

通信单元，所述通信单元被提供为通过第一通信信道耦合到所述充电设备；和

控制单元，所述控制单元通过第二通信信道耦合到所述通信单元，

其中，所述控制单元被配置为：

当在第一时间点通过所述第二通信信道向所述通信单元发送请求消息时，识别设定到与所述请求消息相关联的超时标志的值，

基于所识别的值确定目标轮询时间，并且

在从所述第一时间点到第二时间点的等待时间段内，在每个目标轮询时间周期性地检查所述通信单元是否接收到来自所述充电设备的响应消息，在所述第二时间点处已经从所述第一时间点经过与所述请求消息相关联的超时时间。

2.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述通信单元被配置为通过所述第一通信信道从所述控制单元向所述充电设备发送所述请求消息。

3.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述控制单元被配置为：当所识别的值等于指示在先前周期的充电过程中未发生相应请求消息的超时的第一值时，将所述目标轮询时间确定为等于各自与所述请求消息相关联的默认时间和先前轮询时间之和。

4.根据权利要求3所述的通信装置，其中，所述控制单元被配置为：

当所识别的值等于指示在先前周期的充电过程中发生相应请求消息的超时的第二值时，将所述目标轮询时间确定为等于与所述请求消息相关联的参考轮询时间，以及

所述参考轮询时间等于或小于所述先前轮询时间。

5.根据权利要求4所述的通信装置，其中，所述控制单元被配置为：当所识别的值等于所述第二值时，将所述目标轮询时间确定为等于所述先前轮询时间。

6.根据权利要求3所述的通信装置，其中，所述控制单元被配置为：当所述通信单元在所述等待时间段内接收到所述响应消息时，将所述超时标志设定为等于所述第一值，并且将所述先前轮询时间更新为等于所述目标轮询时间。

7.根据权利要求4所述的通信装置，其中，所述控制单元被配置为：当所述通信单元在所述等待时间段内未接收到所述响应消息时，将所述超时标志设定为等于所述第二值。

8.根据权利要求5所述的通信装置，其中，所述控制单元被配置为：当所述通信单元在所述等待时间段内未接收到所述响应消息时，将所述超时标志设定为等于所述第二值，并且将所述先前轮询时间更新为等于通过从所述目标轮询时间减去所述默认时间而计算出的时间。

9.根据权利要求1所述的通信装置，其中，所述第一通信信道是用于串行***接口通信的信道，并且

所述第二通信信道是用于电力线通信的信道。

10.一种包括根据权利要求1至9中的任一项所述的通信装置的电动车辆。

11.一种用于使用根据权利要求1至9中的任一项所述的通信装置与所述充电设备进行消息交换的通信方法，所述通信方法包括：

在所述第一时间点通过所述第二通信信道向所述通信单元发送所述请求消息；

识别设定到所述超时标志的值；

基于所识别的值确定所述目标轮询时间；和

在所述等待时间段内，在每个目标轮询时间周期性地检查所述通信单元是否接收到来自所述充电设备的响应消息。