全球汽车市场因为越来越严格的排放标准，许多车厂不得不放弃自吸引擎改用涡轮引擎来达到更好的排放标准，但丰田却反其道而行，通过提高引擎的热效率，消耗更少的燃料，从根本降低碳排放量，并以媲美涡轮引擎的动力输出来继续使用自吸引擎。
为此，丰田针对新世代的引擎做出了很多改变，首先是气缸，为了提升汽油的燃烧速度，丰田将新引擎的缸径缩小至87.5mm，并把引擎的冲程拉长到103.4mm，通过缩小了燃烧室的半径和提高压缩比至13：1后，这使得汽油在引燃后可以在最短的时间内扩散至整个燃烧室。
另外，为了提高燃烧效率，丰田也在引擎的气缸上座下了不少功夫，包括将排气门的夹角从31度变成41度，同时重新设计进气道，并在进气口以镭射技术镀上铜合金来增加密封性，使得进到引擎内部的气流流速更高，产生的涡流让汽油的燃烧更为均匀。至于喷油嘴，丰田用上了新的D4-S缸内直喷和歧管喷射的双喷射技术，以多孔喷油嘴设计，让引擎的燃烧效率最大化。