Worldlex Wiki Un compteur de vitesse est un instrument qui mesure et affiche la vitesse instantanée d'un véhicule. Désormais équipant la plupart des véhicules à moteur , il a commencé à être proposé en option au début du XXe siècle, puis est devenu un équipement de série à partir de 1910 environ. D'autres véhicules peuvent utiliser des dispositifs analogues au compteur de vitesse, avec des moyens de mesure différents : par exemple, les bateaux utilisent un loch , tandis que les avions utilisent un anémomètre . Charles Babbage est crédité de la création d'un type primitif de compteur de vitesse, qui était généralement installé sur les locomotives . Le compteur de vitesse électrique a été inventé par le Croate Josip Belušić en 1888 et s'appelait à l'origine vélocimètre.
Opération
Mécanique
De nombreux compteurs de vitesse utilisent un câble flexible rotatif entraîné par un système d'engrenages relié à la transmission du véhicule . Cependant, les premières Volkswagen Coccinelle et de nombreuses motos utilisent un câble entraîné par la roue avant.
Certains des premiers compteurs de vitesse mécaniques fonctionnaient selon le principe du régulateur : une masselotte en rotation, agissant sur un ressort, se déplaçait davantage à mesure que la vitesse augmentait, à l’instar du régulateur utilisé sur les machines à vapeur. Ce mouvement était transmis à l’aiguille pour indiquer la vitesse.
Ce système fut suivi par le compteur de vitesse chronométrique, où la distance parcourue était mesurée sur un intervalle de temps précis (certains compteurs Smiths utilisaient 3/4 de seconde) grâce à un échappement . Cette mesure était ensuite transmise à l'aiguille du compteur. Le compteur de vitesse chronométrique est résistant aux vibrations et a été utilisé sur les motos jusque dans les années 1970.
Lorsque le véhicule est en mouvement, un engrenage actionne un câble de compteur de vitesse, qui à son tour actionne le mécanisme du compteur. Un petit aimant permanent fixé au câble interagit avec une petite coupelle en aluminium (appelée coupelle de vitesse ) fixée à l'axe de l'aiguille du compteur analogique. Lorsque l'aimant tourne à proximité de la coupelle, le champ magnétique variable induit des courants de Foucault dans celle-ci, qui génèrent à leur tour un autre champ magnétique. L'aimant exerce ainsi un couple sur la coupelle, la « tirant », et par conséquent l'aiguille du compteur, dans le sens de sa rotation, sans liaison mécanique entre eux.
L'axe de l'aiguille est maintenu vers zéro par un fin ressort de torsion . Le couple exercé sur le piston augmente avec la vitesse de rotation de l'aimant. Ainsi, une augmentation de la vitesse du véhicule entraîne une torsion du piston et de l'aiguille du compteur de vitesse, contre la force du ressort. Le piston et l'aiguille tournent jusqu'à ce que le couple des courants de Foucault sur le piston soit équilibré par le couple opposé du ressort, puis s'arrêtent. Le couple exercé sur le piston étant proportionnel à la vitesse du véhicule, et la déformation du ressort étant proportionnelle au couple, l'angle de l'aiguille est également proportionnel à la vitesse, ce qui permet d'utiliser des graduations équidistantes sur le cadran pour représenter les intervalles de vitesse. À une vitesse donnée, l'aiguille reste immobile et pointe vers le chiffre correspondant sur le cadran du compteur de vitesse.
Le ressort de rappel est calibré de sorte qu'une vitesse de rotation donnée du câble corresponde à une indication de vitesse spécifique sur le compteur. Ce calibrage doit tenir compte de plusieurs facteurs, notamment les rapports des engrenages de l'arbre de transmission qui entraînent le câble flexible, le rapport de transmission final du différentiel et le diamètre des roues motrices .
L'un des principaux inconvénients du compteur de vitesse à courants de Foucault est qu'il ne peut pas indiquer la vitesse du véhicule en marche arrière, car la coupelle tournerait dans le sens inverse – dans ce cas, l'aiguille serait poussée contre sa butée mécanique en position zéro.
Électronique
Un ordinateur convertit les impulsions en vitesse et affiche cette vitesse sur une aiguille analogique à commande électronique ou sur un écran numérique . Les informations relatives aux impulsions sont également utilisées à diverses autres fins par le calculateur ou le système de contrôle complet du véhicule, par exemple pour déclencher l'ABS ou l'antipatinage, calculer la vitesse moyenne du trajet ou incrémenter le compteur kilométrique au lieu de le faire tourner directement avec le câble du compteur de vitesse.
Une autre forme ancienne de compteur de vitesse électronique repose sur l'interaction entre un mécanisme d'horlogerie de précision et un pulsateur mécanique entraîné par la roue ou la transmission du véhicule. Le mécanisme d'horlogerie tend à pousser l'aiguille du compteur vers zéro, tandis que le pulsateur, entraîné par le véhicule, la pousse vers l'infini. La position de l'aiguille du compteur reflète l'amplitude relative des signaux produits par les deux mécanismes.
Virtuel
Les compteurs de vitesse virtuels estiment généralement la vitesse en fonction de la distance parcourue au fil du temps grâce à un système de radionavigation par satellite, tel que le GPS . Ils sont généralement moins précis que leurs homologues analogiques sur de courtes distances et sont sensibles aux facteurs environnementaux comme les conditions météorologiques, le relief et les obstacles qui perturbent le signal.pour vélos mesurent le temps entre chaque tour de roue et affichent la distance sur un petit écran numérique fixé au guidon. Le capteur, monté à un emplacement fixe sur le vélo, émet des impulsions lorsque l'aimant fixé sur un rayon passe à proximité. De ce point de vue, il est comparable à un compteur de vitesse électronique de voiture utilisant les impulsions d'un capteur ABS, mais avec une résolution temps/distance beaucoup plus grossière : généralement une impulsion/mise à jour de l'affichage par tour de roue, voire toutes les 2 à 3 secondes à basse vitesse avec une roue
La quasi-totalité des pneus affichent désormais leur dimension sous la forme « T/A_W » sur le flanc (voir : Code des pneus ).
Par exemple, un pneu standard est un « 185/70R14 » dont le diamètre est de 2 × 185 × (70/100) + (14 × 25,4) = 614,6 mm (185 × 70/1270 + 14 = 24,20 pouces). Un autre est un « 195/50R15 » dont le diamètre est de 2 × 195 × (50/100) + (15 × 25,4) = 576,0 mm (195 × 50/1270 + 15 = 22,68 pouces). En remplaçant le premier pneu (et la première jante) par le second (sur des jantes de 15 pouces = 381 mm), le compteur de vitesse indique 100 * ((614,6/576) - 1) = 100 * (24,20/22,68 - 1) = 6,7 % de plus que la vitesse réelle. À une vitesse réelle de 100 km/h (62 mph), le compteur de vitesse indiquera environ 100 x 1,067 = 106,7 km/h (62 * 1,067 = 66,15 mph).
En cas d'usure, un pneu neuf « 185/70R14 » de 620 mm (24,4 pouces) de diamètre aura une profondeur de bande de roulement d'environ 8 mm, à la limite légale, celle-ci se réduit à 1,6 mm, la différence étant de 12,8 mm de diamètre ou 0,5 pouce, soit 2 % de 620 mm (24,4 pouces).
accords internationaux
Dans de nombreux pays, la marge d'erreur réglementaire concernant les relevés de compteur de vitesse est régie par le règlement n° 39 de la Commission économique des Nations Unies pour l'Europe (CEE-ONU) , qui porte sur les aspects de la réception par type des véhicules liés aux compteurs de vitesse. L'objectif principal de ce règlement est de faciliter le commerce des véhicules automobiles en harmonisant les normes de réception par type, évitant ainsi à un même modèle de véhicule d'être soumis à des procédures d'homologation différentes dans chaque pays où il est commercialisé.
Les États membres de l'Union européenne doivent également accorder une homologation de type aux véhicules répondant à des normes européennes similaires. Celles relatives aux compteurs de vitesse sont similaires à la réglementation de la CEE-ONU en ce qu'elles précisent que :
- La vitesse indiquée ne doit jamais être inférieure à la vitesse réelle, c'est-à-dire qu'il ne doit pas être possible d'accélérer par inadvertance en raison d'une lecture incorrecte du compteur de vitesse.
- La vitesse indiquée ne doit pas dépasser 110 % de la vitesse réelle plus moteur thermique , est supérieure à de normes australiennes de conception pour les compteurs de vitesse en Australie. Celles-ci ont dû être introduites lors de la mise en service des radars automatiques. Par conséquent, les compteurs de vitesse de ces véhicules anciens ne sont pas conformes à la réglementation. Tous les véhicules fabriqués à compter du 1er juillet 2007, ainsi que tous les modèles de véhicules mis en circulation à compter du 1er juillet 2006, doivent être conformes au règlement 39 de la CEE-ONU.
Les compteurs de vitesse des véhicules fabriqués avant ces dates mais après le 1er juillet 1995 (ou le 1er janvier 1995 pour les véhicules de tourisme à cabine avancée et les véhicules de tourisme tout-terrain) doivent être conformes à la précédente norme australienne de conception. Celle-ci stipule qu'ils doivent afficher la vitesse avec une précision de ±10 % seulement pour les vitesses supérieures à 40 km/h, et qu'aucune précision n'est spécifiée pour les vitesses inférieures à 40 km/h.
Tous les véhicules fabriqués en Australie ou importés pour le marché australien doivent être conformes aux normes australiennes de conception (Australian Design Rules). Les gouvernements des États et territoires peuvent fixer des politiques de tolérance de vitesse au-delà des limitations affichées, lesquelles peuvent être inférieures aux 10 % autorisés par les versions précédentes des normes australiennes de conception, comme dans l'État de Victoria. Cette situation a suscité une certaine controverse, car un conducteur pourrait ne pas se rendre compte qu'il est en excès de vitesse si son véhicule est équipé d'un compteur de vitesse sous-estimant la vitesse réelle.
Royaume-Uni
Le règlement modifié de 1986 relatif aux véhicules routiers (construction et utilisation) autorise l'utilisation de compteurs de vitesse qui répondent soit aux exigences de la directive 75/443/CE du Conseil (telle que modifiée par la directive 97/39/CE), soit au règlement 39 de la CEE-ONU.
Le règlement de 2001 relatif à l'homologation des véhicules à moteur autorise l'homologation de véhicules individuels. Conformément au règlement de la CEE-ONU et aux directives CE, le compteur de vitesse ne doit jamais afficher une vitesse inférieure à la vitesse réelle. Toutefois, il s'en distingue légèrement en précisant que pour toute vitesse réelle comprise entre 25 mph et 70 mph (ou la vitesse maximale du véhicule si celle-ci est inférieure), la vitesse indiquée ne doit pas dépasser 110 % de la vitesse réelle, majorée de 6,25 mph.
Par exemple, si le véhicule roule réellement à 50 mph, le compteur de vitesse ne doit pas afficher plus de 61,25 mph ni moins de 50 mph.
États-Unis
Aux États-Unis, les normes fédérales autorisent une marge d'erreur maximale de 8 km/h (5 mph) à une vitesse de 80 km/h (50 mph) sur les relevés de compteur de vitesse des véhicules commerciaux. Les modifications apportées après l'achat, telles que des pneus et des jantes de tailles différentes ou un rapport de pont différent, peuvent entraîner une imprécision du compteur de vitesse.
La réglementation aux États-Unis
À compter du 1er septembre 1979, pour les automobiles américaines fabriquées aux États-Unis, la NHTSA exigeait que les compteurs de vitesse mettent l'accent sur 55 mph (90 km/h) et n'affichent pas une vitesse maximale de 85 mph (136 km/h). Le 25 mars 1982, la NHTSA a abrogé cette réglementation, estimant qu'aucun « bénéfice significatif en matière de sécurité » ne pouvait être tiré du maintien de cette norme.
GPS
- La première méthode, plus simple, repose sur le déplacement du récepteur depuis la dernière mesure. Ces calculs de vitesse ne sont pas sujets aux mêmes sources d'erreur que le compteur de vitesse du véhicule (taille des roues, rapports de transmission). En effet, la précision de la position du GPS, et donc la précision du calcul de la vitesse, dépend de la qualité du signal satellite au moment de la mesure. Les calculs de vitesse sont plus précis à vitesse élevée, car le rapport entre l'erreur de position et le déplacement est alors plus faible. Le logiciel GPS peut également utiliser un calcul de moyenne mobile pour réduire l'erreur. Certains appareils GPS ne tiennent pas compte de la position verticale du véhicule et sous-estiment donc la vitesse en fonction de la pente de la route.
- Alternativement, le GPS peut tirer parti de l' effet Doppler pour estimer sa vitesse. Dans des conditions idéales, la précision des appareils commerciaux est de l'ordre de 0,2 à 0,5 km/h, mais elle peut se dégrader si la qualité du signal se dégrade.
Comme indiqué dans l' article sur les systèmes de navigation par satellite , les données GPS ont permis d'annuler une contravention pour excès de vitesse ; les enregistrements GPS ont montré que le prévenu roulait en dessous de la limitation de vitesse au moment de l'infraction. Le fait que les données proviennent d'un appareil GPS était probablement moins important que le fait qu'elles aient été enregistrées ; les données du compteur kilométrique du véhicule auraient probablement pu être utilisées à la place, si elles avaient existé.