(57)【要約】【課題】  自着火運転時において過大な騒音を発生させなくすること。【解決手段】  この内燃機関は、ピストン３２とコネクティングロッド３３との連結点Ａを通りシリンダ３１の軸線に平行な基準線ＣＬからクランク軸３５の回転中心Ｐまでの距離である所謂「オフセット量ofs」が、第１オフセット量ofs1となっている状態にて運転される。これにより、上死点からその上死点の次に到来する下死点までピストン３２が移動する期間に相当するクランク軸の回転角度θ１が１８０度より小さくなるので、この期間において燃焼ガスが膨張するとき燃焼室３６の体積は急激に増大する。従って、筒内圧力上昇率が過大とならないので、過大な燃焼音が発生しない。【選択図】  図４
2005344668.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、
少なくとも一部の運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる内燃機関であって、
前記ピストンが圧縮上死点から同圧縮上死点の次に到来する下死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第１クランク軸回転角度が、同ピストンが同下死点から同下死点の次に到来する上死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第２クランク軸回転角度より小さくなるように、前記クランク軸の回転中心を、同ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からオフセットさせたことを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、
一部の運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に混合気を形成し同混合気を火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行う内燃機関であって、
前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を指示信号に応じて変更するオフセット量変更機構と、
前記予混合圧縮自着火運転中は、前記ピストンが圧縮上死点から同圧縮上死点の次に到来する下死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第１クランク軸回転角度が、同ピストンが同下死点から同下死点の次に到来する上死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第２クランク軸回転角度より小さくなるように前記オフセット量を設定するための前記指示信号を発生し、且つ、前記火花点火運転中は、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より大きくなるように前記オフセット量を設定するための前記指示信号を発生するオフセット量制御手段と、
を備えた内燃機関。
【請求項３】
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、
少なくとも低負荷運転領域及び同低負荷運転領域よりも高負荷側の領域である高負荷運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる内燃機関であって、
前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を指示信号に応じて変更するオフセット量変更機構と、
前記内燃機関の負荷が前記低負荷運転領域にあるときは、前記ピストンが圧縮上死点から同圧縮上死点の次に到来する下死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第１クランク軸回転角度が、同ピストンが同下死点から同下死点の次に到来する上死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第２クランク軸回転角度より小さくなるように前記オフセット量を設定するための前記指示信号を発生し、且つ、前記内燃機関の負荷が前記高負荷運転領域にあるときは、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より大きくなるように前記オフセット量を設定するための前記指示信号を発生するオフセット量制御手段と、
を備えた内燃機関。
【請求項４】
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、一部の運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に混合気を形成し同混合気を火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行う内燃機関の制御方法であって、
前記予混合圧縮自着火運転中は、前記ピストンが圧縮上死点から同圧縮上死点の次に到来する下死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第１クランク軸回転角度が、同ピストンが同下死点から同下死点の次に到来する上死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第２クランク軸回転角度より小さくなるように、且つ、前記火花点火運転中は、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より大きくなるように、前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を変更する内燃機関の制御方法。
【請求項５】
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、少なくとも一部の運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関の制御方法であって、
前記内燃機関の負荷の大きさに応じて、前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を変更する内燃機関の制御方法。
【請求項６】
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備えた内燃機関であって、
前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を変更するオフセット量変更機構を備えた内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンとコネクティングロッドとの連結点を通りシリンダの軸線に平行な基準線からのクランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を変更する内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空気と燃料とを含む均質な（燃料濃度が均一な）混合気を燃焼室に形成し、その混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火内燃機関が知られている。この予混合圧縮自着火内燃機関においては、空燃比を極めて大きな空燃比（超リーン）とし且つ圧縮比を高くすることができる。従って、広い運転領域で予混合圧縮自着火運転を行うことができれば、燃費を改善することができるとともにNOxの排出量を低減することができると考えられている。
【０００３】
ところで、自着火による燃焼（自着火燃焼）においては、圧縮された混合気は多数の着火点にてほぼ同時に着火され、極めて短期間のうちに燃焼する。このため、特に燃料量が多い高負荷運転領域において、燃焼室内の圧力（筒内圧力）が急激に上昇するから、ノッキングに類似する現象が生じ、及び／又は、燃焼音（騒音）が大きくなる。
【０００４】
この問題に対処するため、従来の装置（内燃機関の燃焼制御装置）は、燃料噴射量又は燃料噴射時期を変更することにより高負荷運転時の着火時期（着火開始時期）を遅角させるようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。これによれば、ピストンの下降中に燃焼が行われるため、燃焼室体積の増大が燃焼による筒内圧力の過度の上昇を抑制する。その結果、過大な燃焼音の発生又はノッキングに類似した現象の発生が抑制され得る。
【特許文献１】特開２００１−２０７８８９（請求項２、段落番号０００５乃至０００６、段落番号００１９、段落番号００３４乃至００３５及び図５）
【０００５】
しかしながら、着火時期を遅角させすぎると、混合気が自着火せず（即ち、失火する）、或いは、等容度が低下するために熱効率が低下して燃費が悪化してしまうという問題がある。
従って、本発明の目的の一つは、自着火燃焼に対してクランク軸のオフセット量を適切に設定することにより、例えば、圧縮上死点から同圧縮上死点の次に到来する下死点までの時間を短くして（圧縮上死点後から次に到来する下死点までの燃焼室体積増大速度を大きくして）、過大な燃焼音を発生させなくすることができる内燃機関を提供することにある。
【発明の開示】
【０００６】
本発明による内燃機関は、シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、
少なくとも一部の運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる内燃機関であって、
前記ピストンが圧縮上死点から同圧縮上死点の次に到来する下死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第１クランク軸回転角度が、同ピストンが同下死点から同下死点の次に到来する上死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第２クランク軸回転角度より小さくなるように、前記クランク軸の回転中心を、同ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からオフセットさせたことを特徴とする内燃機関である。
【０００７】
これによれば、自着火燃焼によりピストンが圧縮上死点から同圧縮上死点の次に到来する下死点まで移動する期間に対応したクランク軸の回転角度（第１クランク軸回転角度）は、同ピストンが同下死点から同下死点の次に到来する上死点（４サイクル内燃機関であれば排気上死点、２サイクル内燃機関であれば次の圧縮上死点）まで移動する期間に対応したクランク軸の回転角度（第２クランク軸回転角度）より小さくなる。これにより、クランク軸がある一定の回転角速度にて回転している場合、クランク軸が第１クランク軸回転角度だけ回転するのに要する時間は、クランク軸が第２クランク軸回転角度だけ回転するのに要する時間より短くなる。
【０００８】
従って、自着火燃焼によってガスが膨張するとき、燃焼室体積（筒内体積）は急激に増大することになる。その結果、筒内圧力上昇率が過大になることが抑制されるので、過大な燃焼音が発生しなくなる。また、燃焼音抑制を目的として着火時期を大きく遅角する必要がないので、失火が発生する可能性や燃焼が不安定になる可能性を低減することができる。
【０００９】
本発明による他の内燃機関は、シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、一部の運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に混合気を形成し同混合気を火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行う内燃機関である。
【００１０】
更に、この内燃機関は、
前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を指示信号に応じて変更するオフセット量変更機構と、
前記予混合圧縮自着火運転中は、前記ピストンが圧縮上死点から同圧縮上死点の次に到来する下死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第１クランク軸回転角度が、同ピストンが同下死点から同下死点の次に到来する上死点まで移動する期間に対応した前記クランク軸の回転角度である第２クランク軸回転角度より小さくなるように前記オフセット量を設定するための前記指示信号を発生し、且つ、前記火花点火運転中は、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より大きくなるように前記オフセット量を設定するための前記指示信号を発生するオフセット量制御手段と、
を備えている。
【００１１】
これによれば、予混合圧縮自着火運転中は、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より小さくなる。従って、前述したように、自着火燃焼によってガスが膨張するとき、燃焼室体積は急激に増大することになる。その結果、筒内圧力上昇率が過大になることが抑制されるので、過大な燃焼音が発生しなくなる。また、燃焼音抑制を目的として着火時期を大きく遅角する必要がないので、失火が発生する可能性や燃焼が不安定になる可能性を低減することができる。
【００１２】
更に、火花点火運転中は、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より大きくなる。従って、自着火による燃焼よりも燃焼時間が長くなる火花点火による燃焼によってガスが膨張するとき、燃焼室体積は緩やかに増大することになる。その結果、火花点火運転中の等容度を高めることができるので、火花点火運転中の燃費を良好にすることができる。
【００１３】
本発明による他の内燃機関は、シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、
少なくとも低負荷運転領域及び同低負荷運転領域よりも高負荷側の領域である高負荷運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる内燃機関である。
【００１４】
更に、この内燃機関は、
上記オフセット量変更機構と、
前記内燃機関の負荷が前記低負荷運転領域にあるときは、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より小さくなるように前記オフセット量を設定するための前記指示信号を発生し、且つ、前記内燃機関の負荷が前記高負荷運転領域にあるときは、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より大きくなるように前記オフセット量を設定するための前記指示信号を発生するオフセット量制御手段と、
を備えている。
【００１５】
これによれば、前記低負荷運転領域において自着火運転がなされているとき、前記第２クランク軸回転角度は前記第１クランク軸回転角度より大きくなる。従って、ピストンが下死点から同下死点に続く上死点に向けて移動するとき、燃焼室体積は徐々に減少する。これにより、負荷が小さいために燃料量が相対的に小さくなって混合気の空燃比がリーン空燃比となる（例えば、空気、燃料及びＥＧＲガスからなる燃焼室内のガスの総量に対する同燃焼室内の燃料の量が小さくなる）傾向が強い低負荷運転時において、同混合気が相対的に長い時間をもって圧縮されることになる。この結果、混合気は、圧縮上死点近傍において圧縮により高温となった状態にて長時間維持されるので、この間に自着火燃焼が確実に開始する。即ち、低負荷運転時においても混合気を確実に自着火させることができる。
【００１６】
また、上記構成によれば、前記高負荷運転領域において自着火運転がなされているとき、前記第２クランク軸回転角度が前記第１クランク軸回転角度より小さくなる。従って、ピストンが下死点から同下死点に続く上死点に向けて移動するとき、燃焼室体積は急激に減少する。これにより、負荷が大きいために燃料量が相対的に大きくなって混合気の空燃比がリッチ空燃比となる（例えば、空気、燃料及びＥＧＲガスからなる燃焼室内のガスの総量に対する同燃焼室内の燃料の量が大きくなる）傾向が強い高負荷運転時において、同混合気は相対的に短い時間内（低負荷運転時よりも短い時間内）に圧縮されることになる。この結果、圧縮により高温となった混合気の状態が長時間維持されることがないので、着火時期が予定した時期よりも早くなりすぎること（過早着火）が防止でき、従って、過早着火に伴う過大な燃焼音の発生を回避することができる。なお、この場合の高負荷運転領域は、過早着火がなければ自着火燃焼に伴う筒内圧力上昇率が過大にならない運転領域である。
【００１７】
また、本発明による内燃機関の制御方法は、
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、一部の運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行い、他の運転領域において前記燃焼室内に混合気を形成し同混合気を火花により点火して燃焼させる火花点火運転を行う内燃機関に適用される。
【００１８】
そして、この制御方法は、
前記予混合圧縮自着火運転中は、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より小さくなるように、且つ、前記火花点火運転中は、前記第１クランク軸回転角度が前記第２クランク軸回転角度より大きくなるように、前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を変更する制御方法である。
【００１９】
これによれば、自着火燃焼によってガスが膨張するとき、燃焼室体積は急激に増大することになる。その結果、着火時期を大きく遅らせなくても、筒内圧力上昇率が過大にならないので、過大な燃焼音が発生せず、着火時期を遅らせることによる失火等の発生を回避することができる。更に、火花点火による燃焼によってガスが膨張するとき、燃焼室体積は緩やかに増大することになる。その結果、火花点火運転中の等容度を高めることができるので、火花点火運転中の燃費を良好にすることができる。
【００２０】
本発明による内燃機関の他の制御方法は、
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備え、少なくとも一部の運転領域において前記シリンダ及び前記ピストンにより構成される燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行う内燃機関に適用される。
【００２１】
そして、この制御方法は、
前記内燃機関の負荷の大きさに応じて、前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を変更する方法である。
【００２２】
これによれば、負荷の大きさに応じてオフセット量が変更されるので、負荷の大きさに応じて前記第１クランク軸回転角度が変化する。従って、負荷が小さいときに圧縮により高温となった混合気を長時間維持して確実に自着火させたい場合には第１クランク軸回転角度を小さくする（圧縮行程を長期化する）ことができる。また、負荷が比較的大きいために過早着火が発生する可能性があるときには第１クランク軸回転角度を大きくする（圧縮行程を短期化する）ことができる。更に、負荷が非常に大きくて燃焼に伴う筒内圧力上昇率が過大となる（燃焼音が過大となる）場合には、燃焼期間中に燃焼室体積を急激に増大させて筒内圧力上昇率が過大とならないように第１クランク軸回転角度を小さくすることもできる。
【００２３】
更に、本発明による内燃機関は、
シリンダと、前記シリンダ内において往復運動するピストンと、クランク軸と、前記ピストンと前記クランク軸とを連結し同ピストンの前記シリンダ内における往復運動を同クランク軸の回転運動に変換するためのコネクティングロッドとを備えた内燃機関であって、
前記ピストンと前記コネクティングロッドとの連結点を通り前記シリンダの軸線に平行な基準線からの前記クランク軸の回転中心までの距離であるオフセット量を変更するオフセット量変更機構を備えた内燃機関である。
【００２４】
これによれば、上述した種々の運転領域（運転状態、運転条件）に応じて、オフセット量を可変とすることができるので、各運転領域に応じた適切な運転を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明による内燃機関の各実施形態について説明する。各実施形態の内燃機関は、少なくとも一部の運転領域（運転条件）において、燃焼室内に均質な混合気を形成し同混合気を同燃焼室内にて圧縮することにより自着火させて燃焼させる予混合圧縮自着火運転を行い得る多気筒（本例では、直列４気筒）且つピストン往復動型内燃機関（レシプロエンジン）である。
【００２６】
（第１実施形態）
第１実施形態に係る内燃機関は、一部の運転領域において２サイクル予混合圧縮自着火運転を行い、他の運転領域において燃焼室内に混合気を形成し同混合気を火花により点火して燃焼させる４サイクル火花点火運転を行う内燃機関である。
【００２７】
２サイクルの内燃機関とは、クランク角が３６０度経過する毎に、膨張行程、排気行程、掃気行程、吸気行程（過給による給気行程）及び圧縮行程を繰り返す内燃機関をいう。４サイクルの内燃機関とは、クランク角が７２０度経過する毎に、膨張行程、排気行程、吸気行程及び圧縮行程を繰り返す内燃機関をいう。
【００２８】
図１に示したように、この内燃機関１０は、シリンダヘッド２０と、シリンダブロック３０と、クランクケース４０とを含んでいる。シリンダヘッド２０は、シリンダブロック３０の上に固定されている。シリンダブロック３０は、クランクケース４０の上に配置されている。
【００２９】
シリンダヘッド２０は、図１の１−１線に沿った平面にて内燃機関１０を切断した断面図である図２に示したように、吸気ポート２１、吸気ポート２１を開閉する吸気弁２２、吸気弁２２を駆動する吸気弁駆動機構２２ａ、排気ポート２３、排気ポート２３を開閉する排気弁２４、排気弁２４を駆動する排気弁駆動機構２４ａ、点火プラグ２５、点火プラグ２５に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ２６及びガソリン燃料を噴射するインジェクタ２７を備えている。なお、図２は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
【００３０】
吸気弁駆動機構２２ａ及び排気弁駆動機構２４ａは、駆動信号に応答して、吸気弁２２及び排気弁２４をそれぞれ開閉するようになっている。吸気ポート２１、吸気弁２２及び吸気弁駆動機構２２ａからなる組は、一つの気筒に２組備えられている。また、排気ポート２３、排気弁２４及び排気弁駆動機構２４ａからなる組も、一つの気筒に２組備えられている。
【００３１】
シリンダブロック３０は、中心軸を有する円筒形のシリンダ３１を形成するとともに、シリンダ３１内にピストン３２を収容している。ピストン３２は、コネクティングロッド３３の小端部にピストンピン３４により連結されている。これにより、ピストン３２は、コネクティングロッド３３と相対回転可能となっている。コネクティングロッド３３の大端部はクランク軸３５のピン部に相対回転可能に連結されている。これにより、ピストン３２とクランク軸３５とは、ピストン３２のシリンダ３１内における往復動がクランク軸３５の回転運動に変換されるように連結されている。
【００３２】
シリンダ３１のボア壁面、ピストン３２の頂面（上面）及びシリンダヘッド２０の下面は、吸気弁２２及び排気弁２４とともに燃焼室３６を形成している。燃焼室３６には、インジェクタ２７の噴射口が露呈している。このインジェクタ２７により燃焼室３６内に燃料が直接噴射され、燃焼室３６内に均質な混合気が形成される。更に、燃焼室３６には点火プラグ２５の先端部が露呈している。この点火プラグ２５が発生する火花により燃焼室３６に形成された混合気の点火が行われる。
【００３３】
クランクケース４０は、クランク軸３５を回転可能に支持且つ収容している。クランクケース４０の幅（直列配置された複数のシリンダ３１の中心軸を含む平面に直交する方向の長さ）は、図２に示したように、シリンダブロック３０の幅よりも大きくなっている。クランクケース４０の上部とシリンダブロック３０の外面との間に形成される開口は伸縮部材４１により閉じられている。
【００３４】
更に、クランクケース４０は、図１及び図１の２−２線に沿った平面にて内燃機関１０を切断した断面図である図３に示したように、電動モータ４２と駆動軸４３とを備えている。電動モータ４２は、クランクケース４０の一つの側壁外面に固定されている。駆動軸４３は、クランクケース４０に対して回転可能に支持されている。駆動軸４３の軸線は、内燃機関１０の幅方向に沿って延びている。駆動軸４３は、電動モータ４２により回転させられるようになっている。
【００３５】
一方、シリンダブロック３０は、図３に示したように、クランク軸３５の軸線方向の略中央部においてクランクケース４０内に（即ち、下方に）突出する突出部３０ａを有している。突出部３０ａは貫通孔３０ａ１を有している。貫通孔３０ａ１は、内燃機関１０の幅方向（直列配置された複数のシリンダ３１の中心軸を含む平面に直交する方向）に延びて突出部３０ａを貫通している。駆動軸４３はその貫通孔３０ａ１内を貫通している。駆動軸４３と突出部３０ａとの間には、駆動軸４３の回転運動を突出部３０ａ（従って、シリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０）の内燃機関１０の幅方向への直線運動に変換する変換機構としての周知のボールねじ機構（例えば、特開２００２−３２７８２５号公報を参照。）が組み込まれている。
【００３６】
即ち、駆動軸４３は、外周部に螺旋状のネジ溝が形成されていて、ボールねじ機構のねじ軸として機能する。また、突出部３０ａの貫通孔３０ａ１の内周部にはねじ溝が形成されていて、この部分はボールねじ機構のナットとして機能する。駆動軸４３と突出部３０ａの貫通孔３０ａ１との間には、ボールを保持するボール保持器（図示省略）が介装されていて、ボール保持器により複数のボールが収容されている。このボールは、駆動軸４３のねじ溝と突出部３０ａの貫通孔３０ａ１のねじ溝との間に転動自在に嵌合している。
【００３７】
更に、図１に示したように、上述したシリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０は、クランク軸３５の軸方向両端部に一対の被支持部２８及び３７をそれぞれ備えている。また、クランクケース４０は、クランク軸３５の軸方向両端部に一対の支持基体４４を備えている。各支持基体４４の下部はクランクケース４０のクランク軸３５の軸方向両端部の上部に固定されている。各支持基体４４の上部は、一対のレール部４４ａ，４４ｂを備えている。レール部４４ａ，４４ｂは、内燃機関１０の幅方向に延びている。各支持基体４４は、レール部４４ａ，４４ｂにて被支持部２８及び３７をそれぞれ摺動可能に支持している。
【００３８】
以上の構成により、駆動軸４３が電動モータ４２により回転せしめられると、シリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０はクランクケース４０（クランク軸３５の回転中心Ｐ）に対して内燃機関１０の幅方向へ移動するようになっている（図２及び図３の矢印を参照。）。この結果、内燃機関１０は、ピストン３２とコネクティングロッド３３との連結点Ａ（即ち、ピストンピン３４の中心）を通りシリンダ３１の軸線（中心軸線）に平行な基準線ＣＬ（ピストンピン３４の中心がピストン３２及びシリンダ３１の中心を通るとき、基準線ＣＬはシリンダ３１の中心軸線と一致する。）からクランク軸３５の回転中心Ｐまでの距離である所謂「オフセット量ofs」が、図４に示した第１オフセット量ofs1及び図５に示した第２オフセット量ofs2の何れか一方となっている状態にて運転されるようになっている。
【００３９】
この第１オフセット量ofs1は「０」ではなく、その絶対値と第２オフセット量ofs2の絶対値とは等しい。換言すると、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1であるときのクランク軸の回転中心Ｐと、オフセット量ofsが第２オフセット量ofs2であるときのクランク軸の回転中心Ｐと、は基準線ＣＬに対して線対称の位置関係にある。なお、図４及び図５は、図２に示した内燃機関のシリンダ３１、ピストン３２、コネクティングロッド３３及びクランク軸３５の連結状態を模式的に示した図である。また、図２乃至図５は、内燃機関１０を同一の方向から見た図である。従って、クランク軸３５の回転方向はこれらの何れの図においても時計まわりの方向である。
【００４０】
ここで、オフセット量ofsと燃焼室３６の体積の単位時間あたりの変化量（体積増大速度）との関係について述べる。以下の説明のため、ピストン３２が上死点ＴＤＣ（例えば、圧縮上死点）から下死点ＢＤＣ（例えば、前記圧縮上死点の次に到来する下死点）まで移動する期間（区間）に対応したクランク軸３５の回転角度を第１クランク軸回転角度θ１と定義する。また、ピストン３２が下死点ＢＤＣ（例えば、前記圧縮上死点の次に到来する下死点）から、同下死点ＢＤＣの次に到来する上死点まで移動する期間（区間）に対応したクランク軸３５の回転角度を第２クランク軸回転角度θ２と定義する。即ち、θ２は３６０度からθ１を減じた角度である（θ２＝３６０度−θ１）。
【００４１】
いま、図４に示したように、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1であるとき、第１クランク軸回転角度θ１（＝θ１ofs1）は１８０度より小さく、第２クランク軸回転角度θ２（＝θ２ofs1）は１８０度より大きい。従って、この場合、第１クランク軸回転角度θ１は第２クランク軸回転角度θ２より小さくなる（θ１＜１８０度＜θ２）。なお、オフセット量ofsの大きさにかかわらず、コネクティングロッド３３とクランク軸３５との連結点が点Ａ及び点Ｐを結ぶ直線上に位置したとき、ピストン３２は上死点及び下死点の位置に移動する。
【００４２】
これに対し、図５に示したように、オフセット量ofsが第２オフセット量ofs2であるとき、第１クランク軸回転角度θ１（＝θ１ofs2）は１８０度より大きく、第２クランク軸回転角度θ２（＝θ２ofs2）は１８０度より小さい。従って、この場合、第１クランク軸回転角度θ１は第２クランク軸回転角度θ２より大きくなる（θ２＜１８０度＜θ１）。
【００４３】
更に、これらから明らかなように、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1であるときの第１クランク軸回転角度θ１（＝θ１ofs1）は、オフセット量ofsが第２オフセット量ofs2であるときの第１クランク軸回転角度θ１（＝θ１ofs2）よりも小さい。従って、クランク軸３５がある回転角速度ωで回転している場合、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1であるときの方が、オフセット量ofsが「０」であるとき及び第２オフセット量ofs2であるときよりも、ピストン３２は短時間内に上死点ＴＤＣから下死点ＢＤＣに移動する。換言すると、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1であるとき、上死点ＴＤＣからその上死点ＴＤＣの次に到来する下死点ＢＤＣに移動する際の燃焼室３６の体積増大速度は相対的に大きくなる（燃焼室体積が急激に増大する。）。
【００４４】
また、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1であるときの第２クランク軸回転角度θ２（＝θ２ofs1）は、オフセット量ofsが第２オフセット量ofs2であるときの第２クランク軸回転角度θ２（＝θ２ofs2）よりも大きい。従って、クランク軸３５がある回転角速度ωで回転している場合、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1であるときの方が、オフセット量ofsが「０」であるとき及び第２オフセット量ofs2であるときよりも、ピストン３２は下死点ＢＤＣからその下死点の次に到来する上死点ＴＤＣまで、相対的により長い時間をかけて移動する。換言すると、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1であるとき、下死点ＢＤＣからその下死点に続く上死点ＴＤＣに移動する際の燃焼室３６の体積減少速度の大きさは相対的に小さくなる（燃焼室体積が緩慢に減少する。）。従って、その期間で混合気が圧縮されるならば、その混合気はより緩慢に圧縮される。
【００４５】
次に、電気ブロック図である図６を参照しながら、内燃機関１０を制御する電気制御装置５０について説明する。なお、電気制御装置５０は内燃機関１０の一部である内燃機関制御部を構成すると捉えることもできる。
【００４６】
この電気制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びインターフェース等（何れも図示省略）を含むマイクロコンピュータである。電気制御装置５０には、図示しないアクセルペダルの操作量Accpを検出するアクセルペダル操作量センサ５１と、クランク軸３５の回転速度からエンジン回転速度ＮＥを検出するエンジン回転速度センサ５２とが接続されている。電気制御装置５０は、これらのセンサから各検出信号を入力するようになっている。更に、電気制御装置５０は、各気筒の吸気弁駆動機構２２ａ、排気弁駆動機構２４ａ、イグナイタ２６及びインジェクタ２７、並びに、一つの電動モータ４２と接続されていて、これらに駆動信号を送出するようになっている。
【００４７】
次に、上記のように構成された内燃機関の作動について説明する。電気制御装置５０のＣＰＵは、図７にフローチャートにより示した制御ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。
【００４８】
従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵはステップ７００から処理を開始してステップ７０５に進み、現時点の負荷（この例では、アクセルペダル操作量Accp）及び現時点のエンジン回転速度ＮＥと、アクセルペダル操作量Accp及びエンジン回転速度ＮＥと目標トルクTqtgtとの関係を規定するテーブルMapTqtgtとに基づいて目標トルクTqtgt（＝MapTqtgt(Accp，ＮＥ)）を決定する。
【００４９】
次に、ＣＰＵはステップ７１０に進み、同ステップ７１０内に示した運転領域判定マップと、上記決定された目標トルクTqtgt及び現時点のエンジン回転速度ＮＥと、に基づいて内燃機関の運転状態が２サイクル自着火運転領域にあるか、４サイクル火花点火運転領域にあるかを決定する。本例において、２サイクル自着火運転領域は４サイクル火花点火運転領域よりも低負荷側且つ低回転側に設定されている。そして、ＣＰＵはステップ７１５に進んで、運転状態が２サイクル自着火運転領域にあるか否かを判定する。
【００５０】
いま、内燃機関の運転状態が２サイクル自着火運転領域にあると仮定して説明を続ける。この場合、ＣＰＵはステップ７１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進み、電動モータ４２に駆動信号を送出することにより、上記オフセット量ofsが上記第１オフセット量ofs1となるように、シリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０をクランクケース４０に対して内燃機関１０の幅方向（図２及び図３における左方向）に移動させる。この結果、シリンダ３１（従って、ピストンピン３４の中心Ａ）とクランク軸３５（クランク軸３５の回転中心Ｐ）とが図４に示したような関係となる。なお、ステップ７２０を実行する時点において、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1となっていれば、ＣＰＵは電動モータ４２に駆動信号を送出しない。
【００５１】
次に、ＣＰＵはステップ７２５に進み、２サイクル自着火運転を行うように、各気筒の吸気弁駆動機構２２ａ、排気弁駆動機構２４ａ及びインジェクタ２７に所定のタイミングにて所定の駆動信号を送出し、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【００５２】
ここで、ステップ７２５におけるＣＰＵの作動をある特定の気筒に着目して具体的に述べると、ＣＰＵは、その特定の気筒のクランク角が上死点後の所定クランク角になったとき排気弁駆動機構２４ａに駆動信号を送出してその気筒の排気弁２４を開弁させる。これにより、排気が開始する。次いで、ＣＰＵは吸気弁駆動機構２２ａに駆動信号を送出してその気筒の吸気弁２２を開弁させる。これにより、掃気が開始する。その後、その気筒のクランク角が下死点近傍のクランク角になると、ＣＰＵはその気筒のインジェクタ２７に駆動信号を送出して燃料噴射を行う。これにより、燃焼室３６内に均質な混合気が形成され始める。
【００５３】
次に、ＣＰＵは排気弁駆動機構２４ａに駆動信号を送出してその気筒の排気弁２４を閉弁させる。これにより、掃気が終了するとともに吸気（給気）が開始する。その後、ＣＰＵは、吸気弁駆動機構２２ａに駆動信号を送出してその気筒の吸気弁２２を閉弁させる。これにより、吸気が終了するとともに混合気の圧縮が開始し、その後、混合気は圧縮されて上死点近傍から自着火による燃焼を開始する。なお、これらの吸気弁開弁タイミング、吸気弁閉弁タイミング、排気弁開弁タイミング、排気弁閉弁タイミング、燃料噴射量及び燃料噴射開始時期等は、目標トルクTqtgtとエンジン回転速度ＮＥとに基づいて決定される。本例では、目標空燃比は一定となるように燃料噴射量が決定され、負荷が小さいほど残留する燃焼ガス量が多くなるように上記吸気弁２２及び排気弁２４の開閉タイミングが決定される。
【００５４】
このように、自着火運転を行う場合、オフセット量ofsは第１オフセット量ofs1に設定される。従って、ピストン３２は、上死点（圧縮上死点）ＴＤＣからこの上死点に続く下死点ＢＤＣまで相対的に短時間内に移動する。換言すると、燃焼室３６の体積は上死点ＴＤＣ後から急激に増大する。このため、筒内圧力（燃焼室３６内の圧力）の上昇率が大きくなる傾向にある自着火燃焼における同筒内圧力上昇率が過大とならないので、自着火燃焼に伴う過大な騒音の発生が抑制される。
【００５５】
次に、内燃機関の運転状態が４サイクル火花点火運転領域にあると仮定して説明を続ける。この場合、ＣＰＵは図７のステップ７１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７３０に進み、電動モータ４２に駆動信号を送出することにより、上記オフセット量ofsが上記第２オフセット量ofs2となるように、シリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０をクランクケース４０に対して内燃機関１０の幅方向（図２及び図３における右方向）に移動させる。この結果、シリンダ３１（従って、ピストンピン３４の中心Ａ）とクランク軸３５（クランク軸３５の回転中心Ｐ）とが図５に示したような関係となる。なお、ステップ７３０を実行する時点において、オフセット量ofsが第２オフセット量ofs2となっていれば、ＣＰＵは電動モータ４２に駆動信号を送出しない。
【００５６】
次に、ＣＰＵはステップ７３５に進み、４サイクル火花点火運転を行うように、各気筒の吸気弁駆動機構２２ａ、排気弁駆動機構２４ａ、イグナイタ２６及びインジェクタ２７に所定のタイミングにて所定の駆動信号を送出する。
【００５７】
ここで、ステップ７３５におけるＣＰＵの作動をある特定の気筒に着目して具体的に述べると、ＣＰＵは、その気筒のクランク角が圧縮上死点ＴＤＣ１近傍の所定クランク角になったときその気筒のイグナイタ２６に駆動（点火）信号を送出し、燃焼室３６内に形成された混合気を点火する。これにより火花点火による燃焼に伴うガスの膨張が始まる。次いで、ＣＰＵは、その気筒のクランク角が膨張下死点（圧縮上死点ＴＤＣ１に続く下死点）ＢＤＣ１近傍の所定クランク角になったとき、排気弁駆動機構２４ａに駆動信号を送出してその気筒の排気弁２４を開弁させる。これにより、排気が開始する。次いで、ＣＰＵは、その気筒のクランク角が排気上死点（膨張下死点ＢＤＣ１に続く上死点）ＴＤＣ２近傍のクランク角になったとき、吸気弁駆動機構２２ａに駆動信号を送出してその気筒の吸気弁２２を開弁させる。これにより、吸気が開始する。
【００５８】
次いで、ＣＰＵは排気弁駆動機構２４ａに駆動信号を送出してその気筒の排気弁２４を閉弁させ、その後、その気筒のインジェクタ２７に駆動信号を送出して燃料噴射を行う。これにより、燃焼室３６内に混合気が形成され始める。そして、ＣＰＵは吸気下死点（排気上死点ＴＤＣ２に続く下死点）ＢＤＣ２近傍のクランク角になったとき、吸気弁駆動機構２２ａに駆動信号を送出しその気筒の吸気弁２２を閉弁させる。これにより、吸気が終了し、その後、混合気は圧縮され、圧縮上死点ＴＤＣ１近傍のクランク角にて上述したように点火されることにより、火花点火による燃焼が開始する。
【００５９】
このように、火花点火運転を行う場合、オフセット量ofsは第２オフセット量ofs2に設定されている。従って、ピストン３２は、上死点（圧縮上死点）ＴＤＣからこの上死点に続く下死点ＢＤＣまで相対的に長い時間をかけて移動する。換言すると、燃焼室３６の体積は圧縮上死点ＴＤＣ１後から比較的緩慢に増大する。このため、筒内圧力上昇率が自着火燃焼に比べ小さい火花点火による燃焼において、等容度を高い値とすることができるので、火花点火運転時の燃費を向上することができる。
【００６０】
以上、説明したように、第１実施形態の内燃機関によれば、予混合圧縮自着火運転中は、第１クランク軸回転角度θ１が第２クランク軸回転角度θ２より小さくなる。従って、前述したように、自着火燃焼によってガスが膨張するとき、燃焼室体積は急激に増大するので、筒内圧力上昇率が過大になることが抑制される。これにより、過大な燃焼音が発生しなくなる。また、燃焼音抑制を目的として着火時期を大きく遅角する必要がないので、失火が発生する可能性や燃焼が不安定になる可能性を低減することができる。
【００６１】
更に、火花点火運転中は、第１クランク軸回転角度θ１が第２クランク軸回転角度θ２より大きくなる。従って、自着火による燃焼よりも燃焼時間が長くなる火花点火による燃焼によってガスが膨張するとき、燃焼室体積は緩やかに増大することになる。その結果、火花点火運転中の等容度を高めることができるので、火花点火運転中の燃費を良好にすることができる。このように、内燃機関１０は、自着火運転による過大な騒音を抑制するとともに、火花点火運転における等容度を高くすることができるので、結果として広い運転領域において静粛かつ燃費が良好な内燃機関となっている。
【００６２】
なお、上記第１実施形態において、電動モータ４２、シリンダブロック３０の突出部３０ａ（貫通孔３０ａ１）及び駆動軸４３に設けられたボールねじ機構、被支持部２８，３７並びに支持基体４４等は、オフセット量を電気制御装置５０からの指示信号（電動モータ４２の駆動信号）に応じて変更するオフセット量変更機構を構成している。また、図７のステップ７０５乃至ステップ７１５は運転領域（運転状態）判定手段に、ステップ７２０及びステップ７３０はオフセット量制御手段に、ステップ７２５は自着火運転実行手段に、ステップ７３５は火花点火運転実行手段にそれぞれ相当している。
【００６３】
（第２実施形態）
次に、本発明による内燃機関の第２実施形態について説明する。この第２実施形態に係る内燃機関は、運転領域全域で２サイクル自着火運転を行う内燃機関である。また、内燃機関の運転状態が低負荷運転領域にあるとき、上記オフセット量ofsを上記第１オフセット量ofs1に設定し、同運転状態が高負荷運転領域にあるとき、上記オフセット量ofsを上記第２オフセット量ofs2に設定する。
【００６４】
第２実施形態は、電気制御装置５０のＣＰＵが図７に代わる図８に示したルーチンを所定時間の経過毎に実行する点においてのみ、第１実施形態と相違している。従って、以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。なお、図８において図７と同一のステップには同一の符合を付し、詳細な説明を省略する。
【００６５】
ＣＰＵは、所定のタイミングになると、ステップ８００から処理を開始してステップ７０５に進み目標トルクTqtgtを決定し、続くステップ８０５にて同ステップ８０５内に示した運転領域判定マップと、上記決定された目標トルクTqtgt及び現時点のエンジン回転速度ＮＥと、に基づいて現在の運転状態が低負荷運転領域にあるか、高負荷運転領域になるかを決定する。そして、ＣＰＵはステップ８１０に進んで、現在の運転状態が低負荷運転領域にあるか否かを判定する。
【００６６】
いま、内燃機関の運転状態が低負荷運転領域にあると仮定して説明を続ける。この場合、ＣＰＵはステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進み、電動モータ４２に駆動信号を送出することにより、上記オフセット量ofsが上記第１オフセット量ofs1となるように、シリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０をクランクケース４０に対して内燃機関１０の幅方向に移動させる。この結果、シリンダ３１（従って、ピストンピン３４の中心Ａ）とクランク軸３５（クランク軸３５の回転中心Ｐ）とが図４に示したような関係となる。なお。ステップ７２０を実行する時点において、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1となっていれば、ＣＰＵは電動モータ４２に駆動信号を送出しない。
【００６７】
次に、ＣＰＵはステップ７２５に進み、２サイクル自着火運転を行うように、各気筒の吸気弁駆動機構２２ａ、排気弁駆動機構２４ａ及びインジェクタ２７に所定のタイミングにて所定の駆動信号を送出し、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上により、低負荷運転時にはオフセット量ofsが第１オフセット量ofs1に設定され、自着火運転が行われる。
【００６８】
一方、内燃機関の運転状態が高負荷運転領域にあるときには、ＣＰＵはステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７３０に進み、電動モータ４２に駆動信号を送出することにより、上記オフセット量ofsが上記第２オフセット量ofs2となるように、シリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０をクランクケース４０に対して内燃機関１０の幅方向に移動させる。この結果、シリンダ３１（従って、ピストンピン３４の中心Ａ）とクランク軸３５（クランク軸３５の回転中心Ｐ）とが図５に示したような関係となる。なお。ステップ７３０を実行する時点において、オフセット量ofsが第２オフセット量ofs2となっていれば、ＣＰＵは電動モータ４２に駆動信号を送出しない。その後、ＣＰＵはステップ７２５に進んで自着火運転のための制御を行い、ステップ８９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上により、高負荷運転時にはオフセット量ofsが第２オフセット量ofs2に設定され、自着火運転が行われる。
【００６９】
以上、説明したように、第２実施形態に係る内燃機関においては、低負荷運転領域において自着火運転がなされているとき、オフセット量ofsが第１オフセット量ofs1に設定される。従って、下死点ＢＤＣから次の上死点ＴＤＣまでのクランク軸回転角度である第２クランク軸回転角度θ２（＝θ２ofs1）は、上死点ＴＤＣから次の下死点ＢＤＣまでのクランク軸回転角度である第１クランク軸回転角度θ１（θ１ofs1）よりも大きくなる。この結果、下死点ＢＤＣから次の上死点ＴＤＣに移動する際の燃焼室３６の体積減少速度の大きさは小さくなる。即ち、混合ガスを圧縮するとき、燃焼室体積は相対的に緩慢に（徐々に）減少する。
【００７０】
従って、負荷が小さいために燃料量が相対的に小さくなって空燃比がリーン空燃比となる傾向が強い低負荷運転時においては、混合気が相対的に長い時間をかけて圧縮されることになる。これにより、圧縮により高温となった混合気の状態を長時間維持することができるので、低負荷時においても混合気を確実に自着火させることができる。
【００７１】
また、高負荷運転領域において自着火運転がなされているときは、オフセット量ofsが第２オフセット量ofs2に設定され、第２クランク軸回転角度θ２は第１クランク軸回転角度θ１より小さくなる。この結果、下死点ＢＤＣから次の上死点ＴＤＣに移動する際の燃焼室３６の体積減少速度の大きさは大きくなり、燃焼室体積は急激に減少する。
【００７２】
従って、負荷が大きいために燃料量が相対的に大きくなって空燃比がリッチ空燃比となる傾向が強い高負荷運転時において、混合気は短時間内に圧縮されることになる。この結果、燃料を豊富に含み且つ圧縮により高温となった混合気の状態が長時間維持されることはないので、着火時期が早くなりすぎること（過早着火）が防止でき、従って、過早着火に伴う過大な燃焼音の発生を抑制することができる。
【００７３】
なお、第２実施形態における高負荷運転領域は、過早着火が発生しなければ、自着火燃焼に伴う筒内圧力上昇率が過大にならない範囲である。従って、更に高い負荷の運転領域において自着火燃焼を行うように構成するならば、第１実施形態のように、再びオフセット量ofsを第１オフセット量ofs1に設定すればよく、更に、高い負荷の運転領域においては火花点火運転を行えばよい。
【００７４】
以上、説明したように、本発明による内燃機関によれば、運転状態に応じたオフセット量ofsを設定することにより、燃焼室体積の変化速度を適切に設定し、もって、自着火運転における過大な騒音を抑制し、確実な自着火を確保し、或いは過早着火を防止することができる。
【００７５】
なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、運転領域の総てにおいて自着火運転のみを行う内燃機関に対しては、オフセット量ofsを常にオフセット量ofs1に設定しておいてもよい。また、上記各実施形態における自着火運転は２サイクルであったが、４サイクル自着火運転を行う内燃機関にも本発明を適用することができる。また、自着火運転中において失火を確実に防止するために点火プラグ２５によって火花を補助的に発生してもよい。更に、少なくとも自着火運転中において、スーパチャージャ及びターボチャージャ等により過給を行うことが望ましい。
【００７６】
加えて、吸気弁２２及び排気弁２４はクランク軸３５によりベルトを介して駆動されるインテークカムシャフト及びエキゾーストカムシャフトによりそれぞれ開閉駆動されてもよい。また、上記オフセット量変更機構は、電動モータ４２及びボールねじ機構により構成されていたが、例えば、油圧発生源（油圧ポンプ）、油圧調整手段及び油圧シリンダ等により構成され、油圧等によってシリンダヘッド２０及びシリンダブロック３０を内燃機関１０の幅方向に移動させるように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の側面図である。
【図２】図１の１−１線に沿った平面にて内燃機関を切断した断面図である。
【図３】図１の２−２線に沿った平面にて内燃機関を切断した断面図である。
【図４】図２に示した内燃機関のシリンダ、ピストン、コネクティングロッド及びクランク軸の連結状態（位置関係）を模式的に示した図である。
【図５】図２に示した内燃機関のシリンダ、ピストン、コネクティングロッド及びクランク軸の連結状態（位置関係）を模式的に示した図である。
【図６】図１に示した内燃機関を制御する制御装置の電気ブロック図である。
【図７】図６に示した電気制御装置のＣＰＵが実行するルーチンである。
【図８】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するルーチンである。
【符号の説明】
【００７８】
１０…内燃機関、２０…シリンダヘッド、２８，３７…被支持部、２１…吸気ポート、２２…吸気弁、２２ａ…吸気弁駆動機構、２３…排気ポート、２４…排気弁、２４ａ…排気弁駆動機構、２５…点火プラグ、２６…イグナイタ、２７…インジェクタ、３０…シリンダブロック、３０ａ…突出部、３０ａ１…貫通孔、３１…シリンダ、３２…ピストン、３３…コネクティングロッド、３４…ピストンピン、３５…クランク軸、３６…燃焼室、４０…クラックケース、４１…伸縮部材、４２…電動モータ、４３…駆動軸、４４ａ，４４ｂ…レール部、４４…支持基体、５０…電気制御装置、５１…アクセルペダル操作量センサ、５２…エンジン回転速度センサ、ofs…オフセット量、ofs1…第１オフセット量、ofs2…第２オフセット量、Ａ…ピストンとコネクティングロッドとの連結点、Ｐ…クランク軸回転中心。
【図１】
2005344668.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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