"燃焼室の容積が可変に形成されている圧縮比可変機構と、気筒内に冷却液体を供給する冷却液体供給手段とを備え、燃焼サイクルの排気行程において気筒内から燃焼ガスを排出し、排気弁を閉弁したときには気筒内に燃焼ガスが残留しており、気筒内に残留する燃焼ガスを冷却する冷却液体の供給量を機械圧縮比に基づいて設定し、排気弁が閉弁する直前の予め定められた時期に、設定した供給量の冷却液体を気筒内に供給することにより燃焼ガスを収縮させることを特徴とする、内燃機関。冷却液体供給手段は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を含み、内燃機関の運転状態を検出し、運転状態に基づいて1回の燃焼サイクルに気筒内に供給する全体の燃料噴射量を設定し、機械圧縮比に基づいて予備の燃料噴射量を設定し、排気弁が閉弁する直前の予め定められた時期に、設定した予備の燃料噴射量にて燃料を噴射し、排気弁が閉弁した後に全体の燃料噴射量から予備の燃料噴射量を減算した噴射量にて、気筒内に燃料を供給することを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関。冷却液体供給手段は、気筒内に冷却水を噴射する冷却水噴射弁を含み、冷却液体として冷却水を燃焼室に供給することを特徴とする、請求項1または2に記載の内燃機関。燃焼室から排気が流出する排気ポートを含む機関本体と、機関排気通路に液体の還元剤を供給可能に形成されている還元剤供給弁とを備え、還元剤供給弁は、排気ポートに還元剤を噴射するように形成されており、冷却液体供給手段は、還元剤供給弁を含み、還元剤を排気ポートに噴射することにより、気筒内に冷却液体として還元剤を供給することを特徴とする、請求項1から3のいずれか一項に記載の内燃機関。上記の特開2005-207273号公報においては、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積を変化させることにより、圧縮比を変更する内燃機関が開示されている。例えば、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積を大きくすることにより、圧縮比を小さくすることができる。ところで、内燃機関の燃焼サイクルにおいては、膨張行程において燃料と空気との混合気が燃焼して燃焼ガスになる。排気行程においては排気弁が開いた状態になり、ピストンが上昇することにより、燃焼ガスが機関排気通路に流出する。排気行程においてピストンが上死点に到達した場合にも燃焼室に相当する空間が残存する。このために、排気行程において燃焼ガスの全てが気筒内から排出されることはなく、燃焼ガスの一部が、次の燃焼サイクルまで残留する。すなわち、前回の燃焼サイクルにおいて生じた排気ガスの一部が、今回の燃焼サイクルにおいても気筒内に残留して残留ガスになる。更に、吸気弁および排気弁の開閉時期に依存して、前サイクルの燃焼ガスが気筒内に残存して残留ガスになる。気筒内に残留ガスが残存した状態で吸気行程に移行する。このように内燃機関においては、内部排気再循環内部EGRが生じる。ところが、圧縮比可変機構を備える内燃機関では、機械圧縮比が変化すると残留ガスの容積が変化し、気筒内に流入する新気の量が変化するという問題があった。すなわち、吸気弁や排気弁の開閉時期等が同一の条件下でも、気筒内に流入する新気の量が機械圧縮比に依存して変化するという問題が生じていた。たとえば、新気の量はピストンの行程容積に対応する量になることが好ましいが、新気の量が所望の量からずれてしまうという問題が生じていた。内燃機関が燃料を吸気ポートに噴射するポート噴射型であり、気筒内に流入する新気が燃料と空気との混合気である場合には、気筒内に充填される混合気の量が、機械圧縮比に依存して所望の量からずれてしまう場合があった。このため、出力されるトルクや燃料消費量に悪影響を及ぼす場合があった。内燃機関が燃料を燃焼室に直接噴射する直噴型であり、気筒内に流入する新気が空気の場合には、気筒内に充填される空気の量が機械圧縮比に依存して、所望の量からずれてしまう場合があった。燃焼時における燃焼空燃比が所望の値から離れ、この結果、出力されるトルクに悪影響を与えたり、排気性状が悪化したりするという問題があった。例えば、排気浄化装置に三元触媒が含まれる場合には、燃焼時の空燃比を理論空燃比に近づけることが好ましい。しかしながら、気筒内に流入する空気の量が変化することにより、理論空燃比からのずれが大きくなる場合があった。本発明は、圧縮比可変機構を備え、機械圧縮比に依存して気筒内に流入する新気の量が所望の量からずれることを抑制する内燃機関を提供することを目的とする。本発明の内燃機関は、燃焼室の容積が可変に形成されている圧縮比可変機構と、気筒内に冷却液体を供給する冷却液体供給手段とを備える。燃焼サイクルの排気行程において気筒内から燃焼ガスを排出し、排気弁を閉弁したときには気筒内に燃焼ガスが残留しており、気筒内に残留する燃焼ガスを冷却する冷却液体の供給量を機械圧縮比に基づいて設定し、排気弁が閉弁する直前の予め定められた時期に、設定した供給量の冷却液体を気筒内に供給することにより燃焼ガスを収縮させる。上記発明においては、冷却液体供給手段は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁を含み、内燃機関の運転状態を検出し、運転状態に基づいて1回の燃焼サイクルに気筒内に供給する全体の燃料噴射量を設定し、機械圧縮比に基づいて予備の燃料噴射量を設定し、排気弁が閉弁する直前の予め定められた時期に、設定した予備の燃料噴射量にて燃料を噴射し、排気弁が閉弁した後に全体の燃料噴射量から予備の燃料噴射量を減算した噴射量にて、気筒内に燃料を供給することができる。上記発明においては、冷却液体供給手段は、気筒内に冷却水を噴射する冷却水噴射弁を含み、冷却液体として冷却水を燃焼室に供給することができる。上記発明においては、燃焼室から排気が流出する排気ポートを含む機関本体と、機関排気通路に液体の還元剤を供給可能に形成されている還元剤供給弁とを備え、還元剤供給弁は、排気ポートに還元剤を噴射するように形成されており、冷却液体供給手段は、還元剤供給弁を含み、還元剤を排気ポートに噴射することにより、気筒内に冷却液体として還元剤を供給することができる。本発明によれば、圧縮比可変機構を備え、機械圧縮比に依存して気筒内に流入する新気の量が所望の量からずれることを抑制する内燃機関を提供することができる。実施の形態1図1から図8を参照して、実施の形態1における内燃機関について説明する。本実施の形態においては、車両に配置されている内燃機関を例に取り上げて説明する。図1は、本実施の形態における内燃機関の概略図である。本実施の形態における内燃機関は、火花点火式である。内燃機関は、機関本体1を備える。機関本体1は、シリンダブロック2とシリンダヘッド4とを含む。シリンダブロック2の内部には、ピストン3が配置されている。ピストン3は、シリンダブロック2の内部で往復運動する。本実施の形態においては、ピストン3が上死点に到達したときのピストン3の冠面およびシリンダヘッド4により囲まれる空間を燃焼室という。燃焼室5は、それぞれの気筒ごとに形成されている。燃焼室5には、機関吸気通路および機関排気通路が接続されている。機関吸気通路は、燃焼室5に空気または燃料と空気との混合気を供給するための通路である。本実施の形態においては、機関吸気通路から気筒内に流入する空気または空気と燃料との混合気を新気という。機関排気通路は、燃料の燃焼により生じた排気を燃焼室5から排出するための通路である。シリンダヘッド4には、吸気ポート7および排気ポート9が形成されている。吸気弁6は吸気ポート7の端部に配置され、燃焼室5に連通する機関吸気通路を開閉可能に形成されている。排気弁8は、排気ポート9の端部に配置され、燃焼室5に連通する機関排気通路を開閉可能に形成されている。シリンダヘッド4には、点火装置としての点火プラグ10が固定されている。本実施の形態における内燃機関は、燃焼室5に燃料を供給するための燃料噴射弁11を備える。本実施の形態における燃料噴射弁11は、気筒内に直接的に燃料を噴射するように配置されている。本実施の形態における内燃機関は、いわゆる直噴型である。燃料噴射弁11は、電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ29を介して燃料タンク28に接続されている。燃料ポンプ29は、燃料噴射弁11から燃料を噴射可能なように燃料を加圧する。燃料タンク28内に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ29によって燃料噴射弁11に供給される。各気筒の吸気ポート7は、対応する吸気枝管13を介してサージタンク14に連結されている。サージタンク14は、吸気ダクト15を介してエアクリーナ図示せずに連結されている。吸気ダクト15の内部には、吸入空気量を検出するエアフローメータ16が配置されている。吸気ダクト15の内部には、ステップモータ17によって駆動されるスロットル弁18が配置されている。一方、各気筒の排気ポート9は、対応する排気枝管19に連結されている。排気枝管19は、排気処理装置21に連結されている。本実施の形態における排気処理装置21は、三元触媒20を含む。排気処理装置21は、排気管22に接続されている。本実施の形態における内燃機関は、電子制御ユニット31を備える。本実施の形態における電子制御ユニット31は、デジタルコンピュータを含む。電子制御ユニット31は、双方向バス32を介して相互に接続されたRAMランダムアクセスメモリ33、ROMリードオンリメモリ34、CPUマイクロプロセッサ35、入力ポート36および出力ポート37を含む。エアフローメータ16の出力信号は、対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。アクセルペダル40には、負荷センサ41が接続されている。負荷センサ41は、アクセルペダル40の踏込量に比例した出力電圧を発生する。この出力電圧は、対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。クランク角センサ42は、クランクシャフトが、例えば所定の角度を回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスは入力ポート36に入力される。クランク角センサ42の出力により、機関回転数を検出することができる。また、クランク角センサ42の出力により、クランク角度を検出することができる。機関排気通路において、排気処理装置21の下流には、排気処理装置21の温度を検出する温度検出器としての温度センサ43が配置されている。温度センサ43の出力は、対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。電子制御ユニット31の出力ポート37は、それぞれの対応する駆動回路39を介して燃料噴射弁11および点火プラグ10に接続されている。本実施の形態における電子制御ユニット31は、燃料噴射制御や点火制御を行うように形成されている。すなわち、燃料を噴射する時期および燃料の噴射量が電子制御ユニット31により制御される。更に点火プラグ10の点火時期が電子制御ユニット31により制御されている。また、出力ポート37は、対応する駆動回路39を介して、スロットル弁18を駆動するステップモータ17および燃料ポンプ29に接続されている。これらの機器は、電子制御ユニット31により制御されている。本実施の形態における内燃機関は、圧縮比可変機構を備える。本実施の形態における圧縮比可変機構は、燃焼室の容積を変更することにより圧縮比を変更するように形成されている。燃焼室における実際の圧縮比である実圧縮比は、実圧縮比=燃焼室の容積圧縮行程において吸気弁が閉じている期間のピストンの行程容積/燃焼室の容積にて示される。図2は、本実施の形態における内燃機関の圧縮比可変機構の分解斜視図である。図3は、内燃機関の燃焼室の部分の第1の概略断面図である。図3は、圧縮比可変機構により高圧縮比になったときの概略図である。本実施の形態における内燃機関は、クランクケースを含む下部構造物と、下部構造物の上側に配置されているシリンダブロックとが互いに相対移動する。本実施の形態における下部構造物は、圧縮比可変機構を介してシリンダブロックを支持している。また、本実施の形態における下部構造物は、クランクシャフトを支持している。図2および図3を参照して、シリンダブロック2の両側の側壁の下方には複数個の突出部80が形成されている。突出部80には、断面形状が円形のカム挿入孔81が形成されている。クランクケース79の上壁には、複数個の突出部82が形成されている。突出部82には、断面形状が円形のカム挿入孔83が形成されている。クランクケース79の突出部82は、シリンダブロック2の突出部80同士の間に嵌合する。本実施の形態における圧縮比可変機構は、シリンダブロックの支持軸としての一対のカムシャフト84,85を含む。カムシャフト84,85には、それぞれのカム挿入孔83内に回転可能に挿入される円形カム88が固定されている。円形カム88は各カムシャフト84,85の回転軸線と同軸状に配置されている。一方で、それぞれの円形カム88の両側には、カムシャフト84,85の回転軸線に対して偏心して配置された偏心軸87が延びている。この偏心軸87上には、別の円形カム86が偏心して回転可能に取付けられている。これらの円形カム86は円形カム88の両側に配置されている。円形カム86は対応するカム挿入孔81内に回転可能に挿入されている。圧縮比可変機構は、モータ89を含む。モータ89の回転軸90には、螺旋方向が互いに逆向きの2つのウォーム91,92が取付けられている。それぞれのカムシャフト84,85の端部には、ウォームホイール93,94が固定されている。ウォームホイール93,94は、ウォーム91,92と噛み合うように配置されている。モータ89が回転軸90を回転させることにより、カムシャフト84,85を、互いに反対方向に回転させることができる。図3を参照して、それぞれのカムシャフト84,85上に配置された円形カム88を、矢印97に示すように互いに反対方向に回転させると、偏心軸87が円形カム88の上端に向けて移動する。円形カム86は、カム挿入孔81内において、矢印96に示すように円形カム88と反対方向に回転する。図4に、本実施の形態における内燃機関の燃焼室の部分の第2の概略断面図を示す。図4は、圧縮比可変機構により低圧縮比になったときの概略図である。図4に示されるように偏心軸87が円形カム88の上端まで移動すると、円形カム88の中心軸が偏心軸87よりも下方に移動する。図3および図4を参照して、クランクケース79とシリンダブロック2との相対位置は、円形カム86の中心軸と円形カム88の中心軸との距離によって定まる。円形カム86の中心軸と円形カム88の中心軸との距離が大きくなるほどシリンダブロック2はクランクケース79から離れる。矢印98に示すようにシリンダブロック2がクランクケース79から離れるほど、ピストン3が圧縮上死点に達したときの燃焼室5の容積が大きくなる。本実施の形態における圧縮比可変機構は、クランクケースに対してシリンダブロックが相対的に移動することにより、燃焼室の容積が可変に形成されている。本実施の形態においては、下死点から上死点までのピストンの行程容積と燃焼室の容積のみから定まる圧縮比を機械圧縮比と言う。機械圧縮比は吸気弁の閉弁時期に依存せずに、機械圧縮比=燃焼室の容積ピストンの行程容積/燃焼室の容積で示される。図3ではピストン3が圧縮上死点に到達しており、燃焼室5の容積が小さくなっている。吸入空気量が常時一定の場合には実圧縮比が高くなる。この状態は、機械圧縮比が高い状態である。これに対して、図4ではピストン3が圧縮上死点に到達しており、燃焼室5の容積が大きくなっている。吸入空気量が常時一定の場合には実圧縮比が低くなる。この状態は、機械圧縮比が低い状態である。このように、本実施の形態における内燃機関は、運転期間中に圧縮比を変更することができる。たとえば、内燃機関の運転状態に応じて、圧縮比可変機構により機械圧縮比を変更することができる。図3を参照して、クランクケース79とシリンダブロック2との境界部分には、クランクケース79とシリンダブロック2との相対位置を検出するための相対位置センサ95が取付けられている。相対位置センサ95により、クランクケース79とシリンダブロック2との相対位置を検出し、機械圧縮比を検出することができる。相対位置センサ95の出力信号は、電子制御ユニット31に入力される。本実施の形態における圧縮比可変機構は、回転軸を偏心させた円形カムを回転させることにより、クランクケースに対してシリンダブロックを相対的に移動させているが、この形態に限られず、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積を変更できる任意の圧縮比可変機構を採用することができる。ところで、内燃機関の燃焼サイクルの排気行程においては、ピストンが上死点まで上昇する。排気行程においては、大部分の燃焼ガスが排出されるが、一部の燃焼ガスは機関排気通路に流出せずに燃焼室に残留して残留ガスになる。残留ガスは、次の吸気工程において気筒内に流入する新気と混合される。それぞれの燃焼サイクルにおいて気筒内に封入される気体には、機関吸気通路から供給される新気と残留ガスとが含まれる。図5に、本実施の形態の比較例の内燃機関の運転制御における残留ガスの収縮を説明する概略図を示す。本実施の形態の内燃機関においては、排気行程においてピストン3が上昇し、ピストン3が上死点に到達したときに排気弁が閉弁する。また、ピストン3が上死点に到達したときに吸気弁が開弁する。本実施の形態の内燃機関では、ピストンが下死点に位置しているときに吸気弁が閉弁する。図5には、吸気行程の開始時と吸気行程の終了時との概略図が示されている。吸気行程の開始時に燃焼室5に残留する燃焼ガスは、残留ガスになる。残留ガスは、燃料が燃焼した直後の排気ガスであるために高温の状態である。次に、吸気行程においては吸気ポートから新気が流入する。本実施の形態においては、直噴型の内燃機関であるために空気が気筒内に流入する。気筒内に流入する空気には外気が含まれるために、低温の状態である。気筒内に残留する残留ガスは、新気に冷却される。残留ガスは、温度が低下するとともに収縮する。このために、吸気行程の終了時には残留ガスの容積が小さくなる。容積が小さくなった収縮量の部分についても、吸気ポートから新気が供給される。吸気行程において気筒内に流入する新気の量は、たとえば燃焼時の空燃比を正確に制御するために、吸気弁が開いている期間のピストン3の行程容積になることが好ましい。ところが、残留ガスの収縮量に対応する部分には新気が流入するため、所望の新気の量よりも多くの新気が気筒内に流入する。比較例の内燃機関の運転制御では、機械圧縮比を変更すると、燃焼室の容積が変化するために残留ガスの量が変化する。このために、吸気行程の終了時の残留ガスの収縮量も変化する。この結果、吸気弁および排気弁の開閉時期等の条件が同一であっても、機械圧縮比を変更すると、気筒内に流入する新気の量が変化していた。図6は、本実施の形態の内燃機関の運転制御における残留ガスの収縮を説明する概略図である。本実施の形態における内燃機関は、気筒内に冷却液体を供給する冷却液体供給手段を備える。本実施の形態においては、残留ガスを冷却するための冷却液体として燃料を用いる。本実施の形態の冷却液体供給手段は、気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁11を含む。本実施の形態の内燃機関の運転制御においては、排気弁が閉弁する直前の予め定められた時期に、残留ガスを冷却するための冷却液体を気筒内に供給して残留ガスを収縮させる。残留ガスを収縮させた後に排気弁を閉弁する。この構成により、吸気行程において新気が流入している期間中に残留ガスが収縮することを抑制することができる。気筒内に流入する新気の量が所望の量よりも多くなることを抑制することができる。排気行程の途中においては、矢印101に示すように、ピストン3が上死点に向かって移動している。このときに、燃料噴射弁11から燃料の予備噴射を行うことにより、高温の残留ガスを冷却する。すなわち、排気行程において残留ガスを冷却する。残留ガスは冷却により低温になると共に収縮する。吸気行程の開始時本実施の形態においては排気行程の終了時においては、ピストン3が上死点に到達している。このときに、残留ガスは燃料の予備噴射より冷却されて、既に収縮している。この後にピストン3が下降して吸気行程が行なわれ、新気が気筒内に流入する。残留ガスは、吸気行程の開始時に既に冷却されているために、新気による残留ガスの冷却を抑制することができる。本実施の形態における内燃機関の運転制御においては、機械圧縮比が変更されて残留ガスの量が変化しても、気筒内に流入する新気の量をほぼ行程容積にすることができる。吸気弁および排気弁の開閉時期等の運転状態が同一の時に、機械圧縮比に依存して気筒内に流入する新気の量が変化することを抑制できる。図6に示す例においては、吸気行程において気筒内に流入する新気により、低温の残留ガスがさらに冷却されて、わずかに収縮している。残留ガスの収縮量がわずかに存在しているが、気筒内に流入する新気の量をほぼ行程容積にすることができる。残留ガスの収縮についてはこの形態に限られず、排気行程において十分に残留ガスを冷却し、吸気行程における残留ガスの収縮量が零になるように制御しても構わない。このように、本実施の形態においては、吸気行程が開始される前に残留ガスを冷却することにより、吸気行程における残留ガスの収縮を抑制することができる。吸気行程において気筒内に流入する新気の量が所望の量からずれることを抑制できる。このために、燃焼時の空燃比を所望の空燃比に近づけることができる。また、図1を参照して、本実施の形態の排気浄化装置は三元触媒20を含む。本実施の形態においては、機関吸気通路、燃焼室、または機関排気通路に供給された排気ガスにおいて、空気および燃料の比を排気ガスの空燃比A/Fと称する。三元触媒20は、流入する排気ガスの空燃比が、ほぼ理論空燃比であることが好ましい。このために、燃焼室において燃焼する時の燃焼空燃比は、ほぼ理論空燃比であることが好ましい。本実施の形態の内燃機関においては、気筒内に吸入される空気量を従来の技術より正確に制御することができるために、燃焼時の空燃比を理論空燃比に近づけることができる。このために、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比を理論空燃比に近づけることができる。三元触媒において排気を効果的に浄化することができて、大気中に放出される排気の性状悪化を抑制できる。図7に、本実施の形態の内燃機関における運転制御のタイムチャートを示す。図7の運転制御例では、吸気行程の開始時のピストンが上死点に位置しているクランク角度を0度としている。本実施の形態において、吸気弁は、クランク角度が0度から180度までの期間に開弁する。排気弁は、クランク角度が540度から720度0度までの期間に開弁する。本実施の形態の内燃機関においては、排気行程の排気弁の閉弁の直前の予め定められた時期に、冷却液体として機能する燃料の噴射を行なっている。圧縮行程においては、気筒内に封入された新気が圧縮される。本実施の形態においては、ピストンが圧縮上死点に到達する前に燃料の主噴射を行なっている。その後に点火することにより、燃料が燃焼して膨張行程が行なわれる。排気行程においては排気弁が開弁される。本実施の形態においては、排気弁の閉弁直前の予め定められた時期に残留ガスを冷却するための燃料の予備噴射を行なっている。クランク角度が720度0度において、排気弁を閉弁し、吸気弁を開弁する制御を行なっている。この後に吸気行程を行なっている。このように、本実施の形態においては、1つの気筒の1回の燃焼サイクルにおいて、複数回の燃料噴射を行なっている。冷却液体としての燃料の噴射量である予備の燃料噴射量は、残留ガスの温度が新気の温度に近づいて、吸気行程における残留ガスの収縮を抑制できる量を設定することができる。本実施の形態の内燃機関においては、機械圧縮比に基づいて、予備の燃料噴射量を設定し、設定した予備の燃料噴射量にて燃料を噴射している。予備の燃料噴射量としては、残留ガスの量が多いほど、多くの燃料を噴射することが好ましい。たとえば、機械圧縮比が低くなるほど、燃焼室の容積が大きくなり、残留ガスの量が多くなる。このため、機械圧縮比が低くなるほど予備の燃料噴射量を大きくする制御を行なうことが好ましい。また、予備の燃料噴射量としては、排気弁が閉弁するまでに残留ガスがほぼ吸気の温度まで冷却される量であることが好ましい。予備の燃料噴射量は、例えば機械圧縮比を関数にした予備の燃料噴射量のマップを予め作成して電子制御ユニットに記憶させておくことができる。または、予備の燃料噴射量の設定においては、機械圧縮比に加えて他の運転状態に基づいて設定しても構わない。たとえば、機関回転数や要求負荷などを関数にしても構わない。この場合には、内燃機関の運転状態を検出し、運転状態に基づいて予備の燃料噴射量を設定することができる。または、本実施の形態においては、実際の機械圧縮比を検出しているが、この形態に限られず、要求される機械圧縮比を用いて燃料の噴射量を設定しても構わない。本実施の形態においては、内燃機関の運転状態を検出し、運転状態に基づいて燃焼室に供給する1個の気筒の1回の燃焼サイクルにおける全体の燃料噴射量を設定する。全体の燃料噴射量としては、例えば、機関回転数、要求負荷および機械圧縮比に基づいて設定することができる。燃焼室に燃料を供給する主噴射の燃料噴射量は、全体の燃料噴射量から予備の燃料噴射量を減算することにより算出することができる。この制御を行なうことにより、燃焼室に供給する全体の燃料噴射量を変化させずに、燃料の予備噴射を行なって残留ガスを収縮させることができる。図8に、本実施の形態における内燃機関の運転制御のフローチャートを示す。図8の運転制御では1回の燃焼サイクルを示しており、繰り返し行なうことができる。図8のフローチャートでは、燃料の主噴射から記載を開始している。ステップ111においては、圧縮行程において燃料の主噴射を行なう。ステップ112においては、点火により燃料を燃焼させて膨張行程を行う。ステップ113においては、排気弁を開弁して排気行程を開始する。ステップ114においては、機械圧縮比を検出する。図3を参照して、本実施の形態の内燃機関においては、相対位置センサ95の出力により機械圧縮比を検出することができる。また、同時に内燃機関の運転状態を検出する。次に、ステップ115においては、検出した機械圧縮比に基づいて、予備の燃料噴射量を設定する。本実施の形態においては、機械圧縮比を関数にする予備の燃料噴射量のマップを電子制御ユニット31に記憶させている。ステップ115においては、検出した機械圧縮比に基づいて予備の燃料噴射量をマップから読み込む。また、内燃機関の運転状態に基づいて、1回の燃焼サイクルにおける全体の燃料噴射量を設定する。全体の燃料噴射量から予備の燃料噴射量を減算することにより、主噴射の燃料の噴射量を算出することができる。ステップ116においては、排気弁の閉弁直前に燃料の予備噴射を行なう。燃料の予備噴射を行なうことにより残留ガスを収縮させる。次に、ステップ117においては、排気弁を閉弁し、吸気弁を開弁する。排気行程を終了して吸気行程に移行する。吸気行程においては新気が気筒内に流入するが、予備噴射を行っていることにより、吸気行程における残留ガスの収縮を抑制することができる。ステップ118においては、吸気弁を閉弁する。吸気行程が終了して、圧縮行程に移行する。このような1回の燃焼サイクルを繰り返して行なうことができる。本実施の形態における予備の燃料噴射量は、機械圧縮比に基づいて可変に制御しているが、この形態に限られず、予備の燃料噴射量を一定の量に制御することもできる。すなわち、予備の燃料噴射量を固定することができる。ところが、予備の燃料噴射量が少ないと、残留ガスをほとんど冷却できない虞がある。また、予備の燃料噴射量が多いと、排気行程において、排気ガスと共に機関排気通路に排出される燃料の量が多くなる虞がある。このために、予備の燃料噴射量は、機械圧縮比に基づいて噴射量を設定することが好ましい。燃料の予備噴射を行なう時期としては、排気弁が閉弁した後に燃料の予備噴射を行うと封入された残留ガスが収縮するために、排気弁の閉弁前が好ましい。排気弁の閉弁前に残留ガスを収縮させたときの収縮量に対応する気体は、排気ポートから燃焼室に流入させることができる。また、燃料の予備噴射を行う時期としては、燃焼室における燃料の燃焼が終了した後に設定することができる。例えば、排気行程を開始した直後に燃料の予備噴射を行なうことができる。しかしながら、排気行程を開始した直後においては、気筒内に残留する残留ガスの量が多いにために、残留ガスの温度を低下させるためには、多量の燃料噴射が必要となる。また、燃焼ガスの大部分が機関排気通路に排出されるために、燃焼ガスと共に機関排気通路に排出される燃料の量が多くなる。このため、燃料の予備噴射の噴射時期は、気筒内の残留ガスが少量であり、機関排気通路に排出される残留ガスの量が少なくなっている排気弁が閉弁する直前の時期が好ましい。上記の実施の形態においては、ピストンが上死点に到達したときに吸気弁を開弁するとともに、排気弁を閉弁する制御を行なっている。すなわち、吸気弁と排気弁とのバルブオーバラップを有しない制御を例示しているが、この形態に限られず、吸気弁と排気弁とのバルブオーバラップを有していても構わない。この場合には、予備の燃料噴射量は、バルブオーバラップ量に基づいて設定しても構わない。例えば、バルブオーバラップ量を多くすると、気筒内に残留する残留ガスが多くなるために、予備の燃料噴射量を多くする補正を行なうことができる。また、後述する実施の形態4における超高膨張比制御を行う内燃機関の場合には、吸入する新気の量を少なくするために、吸気弁の閉弁時期を遅角する制御を行なう場合がある。すなわち、ピストンが下死点に到達した後に、吸気弁を閉弁する制御を行なう場合がある。このような内燃機関の場合には、機関吸気通路への新気の吹き戻しが存在する。この内燃機関においては、機関吸気通路への吹き戻し量に基づいて、予備の燃料噴射量を設定する制御を行なっても構わない。このように、予備の燃料噴射量の設定においては、機械圧縮比の他に吸気弁および排気弁の開閉時期に基づいて補正を行なうことができる。更に、他の内燃機関の運転状態を検出し、検出した運転状態に基づいて予備の燃料噴射量を設定しても構わない。本実施の形態においては、残留ガスを冷却する冷却液体として燃料を用いているが、この形態に限られず、残留ガスを冷却する任意の冷却液体を気筒内に供給することができる。本実施の形態における冷却液体供給手段は、気筒内に直接的に冷却液体を供給するように形成されているが、この形態に限られず、冷却液体供給手段としては、気筒内に冷却液体を供給できる任意の装置を採用することができる。例えば、排気ポートを介して間接的に冷却液体を気筒内に供給するように形成されていても構わない。本実施の形態においては、火花点火式の内燃機関を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、圧縮自着火式の内燃機関にも本発明を適用することができる。本実施の形態においては、車両に配置されている内燃機関を例に取り上げて説明したが、この形態に限られず、圧縮比可変機構を備える任意の内燃機関に本発明を適用することができる。実施の形態2図9および図10を参照して、実施の形態2における内燃機関について説明する。本実施の形態の内燃機関は、実施の形態1における冷却液体としての燃料を噴射する燃料噴射弁の代わりに、冷却液体としての水を噴射する水噴射弁を備える。図9に、本実施の形態における内燃機関の概略図を示す。本実施の形態における内燃機関は、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射型の内燃機関である。本実施の形態における内燃機関は、吸気ポート7に燃料を噴射するように配置されている燃料噴射弁11を含む。本実施の形態の内燃機関においては、吸気ポート7の内部に燃料の噴射が行なわれる。燃料噴射弁11からの燃料の噴射時期は、例えば、吸気弁6の開弁時期よりも早い時期を例示することができる。または、吸気弁6の開弁前から吸気弁6の開弁直後までの期間にわたって、吸気ポート7内に燃料の噴射を行なうことができる。燃料の噴射量は、内燃機関の運転状態を検出し、検出した運転状態に基づいて設定することができる。本実施の形態における冷却液体を供給する冷却液体供給手段は、気筒内に冷却水を供給する冷却水噴射弁61を含む。本実施の形態における冷却水噴射弁61は、気筒内に直接的に冷却水を噴射するように形成されている。冷却液体供給手段は、冷却水噴射弁61に冷却水を供給するための冷却水ポンプ63を含む。また、冷却液体供給手段は、冷却水を貯留するための冷却水タンク62を含む。冷却水ポンプ63は、冷却水タンク62の冷却水を、冷却水噴射弁61に供給する。冷却水噴射弁61および冷却水供給ポンプ63は、電子制御ユニット31に制御されている。本実施の形態の内燃機関においても、残留ガスを冷却するための冷却液体の供給量を機械圧縮比に基づいて設定し、排気弁が閉弁する直前の予め定められた時期に、設定した供給量の冷却液体を気筒内に供給する。図10に、本実施の形態における内燃機関の運転制御のフローチャートを示す。図10の運転制御は、繰り返して行うことができる。図10においては、1回の燃焼サイクルの運転制御について記載している。ステップ121においては、燃焼室において点火を行なって燃料の燃焼を行なう。燃焼サイクルの膨張行程を行なう。ステップ122においては、排気弁を開弁して排気行程を開始する。次に、ステップ123においては、機械圧縮比を検出する。ステップ124においては、気筒内に噴射する冷却水の噴射量を設定する。冷却水の噴射量は、実施の形態1と同様に、検出した機械圧縮比に基づいて設定することができる。冷却水の噴射量の設定においても、実施の形態1と同様に、例えば、機械圧縮比を関数にする冷却水の噴射量のマップを予め作成し、電子制御ユニット31に記憶させておくことができる。次に、ステップ125において、排気弁の閉弁直前の予め定められた時期に冷却水の噴射を行なう。冷却水を噴射することにより、排気弁を閉弁する前に残留ガスを収縮させることができる。次に、ステップ126において、排気弁を閉弁するとともに吸気弁を開弁する。排気行程を終了して吸気行程に移行する。ステップ127においては、吸気弁を閉弁し、吸気行程を終了して圧縮行程に移行する。このように、残留ガスを冷却する冷却水を気筒内に供給することにより、残留ガスを予め収縮させて、吸気行程の期間中に残留ガスの収縮を抑制することができる。気筒内に流入する新気の量を所望の量に近づけることができる。その他の構成、作用および効果については、実施の形態1と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。実施の形態3図11および図12を参照して、実施の形態3における内燃機関について説明する。本実施の形態の内燃機関は、機関排気通路を介して気筒内に冷却液体を供給する。図11に、本実施の形態における内燃機関の概略図を示す。本実施の形態においては、ポート噴射型の内燃機関を例示して説明する。本実施の形態の内燃機関は、排気浄化装置を備え、排気浄化装置は、排気処理装置としてのNOX選択還元触媒65を含む。本実施の形態の内燃機関においては、NOX選択還元触媒65に流入する排気に酸素が含まれるように制御される。NOX選択還元触媒65に流入する排気の空燃比がリーンになるように制御される。本実施の形態においては、燃料の燃焼時の燃焼空燃比がリーンになるように制御される。NOX選択還元触媒は、還元剤を供給することによりNOXを選択的に還元することができる排気処理装置である。本実施の形態におけるNOX選択還元触媒は、アンモニアを還元剤としてNOXを還元する。NOX選択還元触媒は、例えば、アンモニアを吸着し、鉄等の遷移金属をイオン交換して担持させたゼオライトから構成することができる。または、アンモニアの吸着機能を有しないチタニアバナジウム系の触媒から構成することができる。排気浄化装置は、NOX選択還元触媒に還元剤を供給する還元剤供給弁を備える。本実施の形態における還元剤供給弁は、尿素水添加弁66を含む。尿素水添加弁66は、機関排気通路内に液体の尿素水を噴射するように形成されている。本実施の形態における尿素水添加弁66は、排気ポート9に尿素水を噴射するように形成されている。本実施の形態における排気浄化装置は、尿素水添加弁66に尿素を供給する尿素水ポンプ67と尿素水タンク68とを含む。尿素水添加弁66には、尿素水ポンプ67を介して尿素水タンク68に接続されている。尿素水添加弁66および尿素水ポンプ67は、電子制御ユニットに接続されている。尿素水添加弁66から機関排気通路を流れる排気ガス中に尿素水が供給されると、尿素水が加水分解される。尿素水が加水分解されることによりアンモニアと二酸化炭素が生成される。生成されたアンモニアがNOX選択還元触媒に供給されることにより、NOX選択還元触媒において、排気ガスに含まれるNOXを窒素に還元することができる。本実施の形態における還元剤供給弁は、尿素水を機関排気通路に供給するように形成されているが、この形態に限られず、アンモニア水等の他の還元剤を機関排気通路に供給するように形成されていても構わない。本実施の形態における冷却液体供給手段は、還元剤が残留ガスを冷却する冷却液体として機能する。本実施の形態における内燃機関は、排気弁8が開弁している排気行程の期間中に、排気ポート9に向かって尿素水添加弁66から尿素水を噴射する。尿素水添加弁66は、液滴の状態で尿素水を噴霧する。噴射された尿素水の一部の液滴は、慣性により排気の流れに逆らって気筒内に供給される。気筒内に供給された還元剤により、残留ガスを冷却および収縮させることができる。更に、尿素水の添加により排気ポート内の排気が冷却されるために、伝熱により気筒内の残留ガスが冷却される。本実施の形態の内燃機関においても、残留ガスを冷却するための冷却液体の供給量を機械圧縮比に基づいて設定し、排気弁が閉弁する直前の予め定められた時期に、設定した供給量の冷却液体を気筒内に供給する。図12に、本実施の形態における内燃機関の運転制御のフローチャートを示す。図12の運転制御は、繰り返して行うことができる。図12においては、1回の燃焼サイクルの運転制御について記載している。ステップ131においては、燃焼室において点火により燃料を燃焼させて膨張行程を行う。ステップ132においては、排気弁を開弁して排気行程を開始する。ステップ133においては、機械圧縮比を検出する。ステップ134においては、検出した機械圧縮比に基づいて尿素水の噴射量を設定する。次に、ステップ135においては、排気弁の閉弁直前の予め定められた時期に尿素水を排気ポートに添加する。尿素水を噴射することにより、排気弁を閉弁する前に残留ガスを冷却し、収縮させることができる。次に、ステップ136においては、排気弁を閉弁すると共に吸気弁を開弁する。排気行程を終了し、吸気行程に移行する。排気弁の閉弁前に残留ガスが冷却されているために、吸気行程での残留ガスの収縮が抑制される。次に、ステップ137においては、吸気弁を閉弁する。吸気行程から圧縮行程に移行する。このように、本実施の形態の内燃機関においても、前述の実施の形態と同様に、残留ガスを排気弁の閉弁前に冷却および収縮させることができる。気筒内に流入する新気の量を所望の量に近づけることができる。本実施の形態においては、吸気弁と排気弁とのバルブオーバラップを有しない運転制御を例示して説明したが、バルブオーバラップを有する場合には、吸気弁および排気弁が開いている期間中に、排気ポートから吸気ポートへの気体の流れが生じる場合がある。この場合には、尿素水添加弁から噴射された尿素水を気体の流れに沿って、気筒内に供給することができる。このため、気筒内に残留する残留ガスをより効果的に冷却することができる。所定の期間における還元剤の全体の添加量は、NOX選択還元触媒に供給する還元剤の量に基づいて行なうことができる。例えば、NOX選択還元触媒においてNOXの浄化に必要なアンモニアを生成可能な尿素水の量を尿素水添加弁から供給することができる。排気弁の閉弁前に行う還元剤の噴射量に基づいて、更にNOXを十分に還元するために必要な量の還元剤を添加することができる。このように、本実施の形態においては、冷却液体としての還元剤を排気ポートに噴射することにより残留ガスを冷却することができる。本実施の形態においては、排気浄化装置に必要な還元剤を排気ポートに噴射しているが、この形態に限られず、任意の冷却液体を機関排気通路に供給することができる。その他の構成、作用および効果については、実施の形態1または実施の形態2と同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。実施の形態4図13から図16を参照して、実施の形態4における内燃機関について説明する。本実施の形態の内燃機関は、圧縮比可変機構に加えて吸気弁の閉弁時期を変更可能な可変動弁機構を備える。本実施の形態における内燃機関は、超高膨張比制御による運転が可能なように形成されている。図13に、本実施の形態における内燃機関の概略図を示す。本実施の形態における内燃機関は、可変動弁機構を備える。吸気ポート7の端部に配置されている吸気弁6は、吸気カム51が回転することにより開閉するように形成されている。排気弁8は、排気カム52が回転することにより開閉するように形成されている。可変動弁機構は、吸気弁6の開閉時期を変更する可変バルブタイミング装置53を含む。本実施の形態における可変バルブタイミング装置53は、吸気カム51の回転軸に接続されている。可変バルブタイミング装置53は、電子制御ユニット31により制御されている。本実施の形態における可変バルブタイミング装置は、弁が開き始めてから閉じ終わるまでの作動角がほぼ一定で、作動角の中心の位相を変更可能に形成されている。可変バルブタイミング装置としては、この形態に限られず、作動角が可変に形成されていても構わない。また、吸気弁の閉弁時期を変更可能に形成されている任意の可変バルブタイミング装置を採用することができる。内燃機関は、一般的に機関負荷が低いほど熱効率が悪くなる。従って、内燃機関の運転時における熱効率を向上させるためには、負荷が低いときの熱効率を向上させることが好ましい。本実施の形態における圧縮比可変機構にて圧縮比を高くすることにより熱効率を向上させることができる。特に、圧縮比を高くすると、ピストンが上死点から下死点に向かうときの膨張比が大きくなるために熱効率が向上する。ところが、圧縮比可変機構により圧縮比を上昇させると、所定の圧縮比でノッキング等の異常燃焼が発現する。本実施の形態における内燃機関は、可変動弁機構としての可変バルブタイミング装置を備え、吸気弁の開閉時期が可変に形成されている。吸気弁を閉じる時期を遅くすることにより、燃焼室に流入する新気の量を少なくすることができる。このため、吸気弁を閉じる時期を遅くすることにより、燃焼室において混合気が圧縮される時の実圧縮比を小さくすることができる。図14は、本実施の形態における内燃機関の比較例の運転制御全般を概略的に説明するグラフである。図14では、負荷に対する機械圧縮比および吸気弁の閉弁時期を示している。なお、本実施の形態の内燃機関では、三元触媒によって排気ガスに含まれる未燃炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物を同時に浄化できるように、燃焼時の空燃比が理論空燃比に制御されている。本実施の形態における内燃機関は、高負荷のときには圧縮比可変機構により機械圧縮比が低くなるように制御している。すなわち、ピストンが圧縮上死点に到達したときの燃焼室の容積が大きくなるように制御して、異常燃焼の発生を抑制することができる。また、高負荷の時には可変動弁機構により吸気弁を閉じる時期を早くして、燃焼室に吸入される吸入空気量を多くしている。本実施の形態における内燃機関は、高負荷の時には、スロットル弁が全開に保持されている。このためにポンピング損失をほぼ零にすることができる。本実施の形態の内燃機関は、矢印102に示すように負荷が小さくなると、吸入空気量を減少させるために可変動弁機構により吸気弁の閉弁時期が遅く制御される。吸気弁の閉弁時期を遅く変更する領域では、圧縮比可変機構により機械圧縮比が増大される。この制御により、燃焼室における実圧縮比をほぼ一定に保つことができる。実圧縮比が高くなって異常燃焼が発生することを制御できる。また、負荷を小さくしている領域においても、スロットル弁は全開の状態に保持されており、ポンピング損失をほぼ零にすることができる。更に、本実施の形態の内燃機関は、吸気弁を閉じる時期を遅くしても、膨張比は大きくなったままであるために、熱効率の向上を図ることができる。本実施の形態における内燃機関は、燃焼室における実際の圧縮比を異常燃焼の発現する圧縮比未満に維持しながら、低負荷においては膨張比を大きくして熱効率を向上させることができる。本実施の形態における内燃機関では、負荷が更に低くなって、やや低負荷寄りの負荷L1に到達すると、圧縮比可変機構の構造上の圧縮比変更の限界となる限界機械圧縮比に到達する。このため、負荷L1よりも低い領域では、機械圧縮比が限界機械圧縮比に保持される。また、図14に示す例では、負荷L1まで低下すると、吸気弁の閉弁時期が燃焼室に供給される吸入空気量を制御できる限界閉弁時期になる。このために、負荷L1よりも負荷の低い領域では吸気弁の閉弁時期が限界閉弁時期に保持される。本実施の形態の内燃機関においては、負荷L1よりも低い領域ではスロットル弁によって燃焼室に吸入される吸入空気量が制御される。すなわち、負荷L1よりも低い領域では、負荷が低くなるほどスロットル弁の開度は小さくなるように制御される。本実施の形態においては、負荷が変更される過渡運転状態を例示して説明する。本実施の形態の比較例の運転制御においては、負荷L1以上の領域にて、負荷を変化させる場合には、機械圧縮比と吸気弁の閉弁時期とを同時に変更している。例えば、負荷を上昇させる場合には機械圧縮比を低下させると同時に、吸気弁の閉弁時期を進角して吸入空気量を多くしている。本実施の形態の内燃機関の運転制御においては、所定の機械圧縮比に対応する吸気弁の閉弁時期よりも、閉弁時期を遅角して膨張比を大きくすることにより、残留ガスの温度を低くする制御を行う。排気弁の開弁時には過膨張状態になっているために残留ガスの温度は低くなる。このために、吸気行程において気筒内に流入する新気により、残留ガスが冷却されて収縮することを抑制できる。本実施の形態における内燃機関は、機械圧縮比の変更と吸気弁の閉弁時期の変更とを独立して制御できるように形成されている。図15に、本実施の形態における第1の運転制御のフローチャートを示す。第1の運転制御は、負荷が高くなる時の制御である。本実施の形態における第1の運転制御では、負荷を上昇させる場合に、機械圧縮比を先に低下させた後に、吸気弁の閉弁時期を進角させる。ステップ141においては、負荷上昇要求を検出する。すなわち、要求負荷が大きくなったことを検出する。要求負荷の変化は、例えば、図1を参照して、負荷センサ41の出力により検出することができる。次に、ステップ142においては、吸気弁の閉弁時期を変化させずに、機械圧縮比を低下させる制御を行う。吸気弁の閉弁時期の進角前に機械圧縮比を低圧縮比にする。気筒内に流入する新気の量が変化しないように、吸気弁の閉弁時期を保持する。この後に、ステップ143において、吸気弁の閉弁時期を進角する制御を行う。本実施の形態の第1の運転制御においては、負荷を上昇する場合に、先に機械圧縮比を低下させることにより、所定の機械圧縮比に対する新気の量を少なくすることができて過膨張の状態を形成することができる。この結果、負荷上昇制御の期間において、残留ガスの温度を低くすることができる。吸気行程において流入する新気により残留ガスが冷却されて収縮することを抑制できる。なお、ノッキング現象やプレイグニッション現象等の異常燃焼が発現する運転状態よりも機械圧縮比が高圧縮比側であり、吸気弁の閉弁時期が進角されている場合には、異常燃焼が発現する虞がある。しかし、本実施の形態においては、異常燃焼が発現する運転状態よりも低圧縮比側であり、または、吸気弁の閉弁時期が遅角されているために異常燃焼の発現を回避することができる。図16に、本実施の形態における第2の運転制御のフローチャートを示す。第2の運転制御においては、負荷を低下させる時の制御である。図14を参照して、比較例の運転制御では、負荷L1以上の領域において、高負荷から低負荷に移行する場合には、機械圧縮比を上昇させると共に吸気弁の閉弁時期を遅角する制御を行う。本実施の形態における第2の運転制御では、負荷を低下させる場合に、吸気弁の閉弁時期を進角させた後に、機械圧縮比を上昇させる制御を行なう。ステップ144においては、負荷低下要求を検出する。次に、ステップ145においては、機械圧縮比を変更せずに、吸気弁の閉弁時期を遅角する。次に、ステップ146において、機械圧縮比を上昇させる制御を行う。気筒内に流入する新気の量が変化しないように、吸気弁の閉弁時期は保持する。負荷を低下させる場合に、先に吸気弁の閉弁時期を遅角し、その後に機械圧縮比を上昇させることにより、所定の機械圧縮比に対する気筒内の新気の量を少なくすることができて過膨張の状態を形成することができる。この結果、負荷低下制御の期間において、残留ガスの温度を低くすることができる。吸気行程において流入する新気により残留ガスが冷却されて収縮することを抑制できる。このように、本実施の形態の内燃機関においては、過渡運転制御の期間において残留ガスの温度を低くして、吸気行程において残留ガスが収縮することを抑制することができる。その他の構成、作用および効果については、実施の形態1から実施の形態3のいずれかと同様であるので、ここでは説明を繰り返さない。上述のそれぞれの運転制御は適宜、作用および効果を変更しない範囲で順序を入れ替えたり、複数のステップを同時に行なったりすることができる。また、上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される変更が含まれている。"