В 1984 году Toyota выпустила двигатель 4A-E. Это был первый в мире двигатель, который использовал систему контроля горения с низким уровнем горения с датчиком сухой (обеднённой) смеси (Sensor Lean Mixture), Toyota под названием «TTC-L» (Toyota Total Clean-Lean-Burn). Он использовался в Японии на Toyota Carina T150, заменив подход к рециркуляции отработавших газов TTC-V (Vortex), использованный ранее на Toyota Corolla E80 и Toyota Sprinter. Датчик сухой смеси был установлен в выхлопной системе для определения соотношения воздух-топливо, более компактного, чем теоретическое соотношение воздух-топливо. Затем объем впрыска топлива точно контролировался и корректировался компьютером с использованием этого сигнала обнаружения для достижения обратной связи с отношением «плохие воздух-топливо». Для оптимального сгорания были применены следующие инновации: программный независимый впрыск, который точно изменял объем впрыска и время для отдельных цилиндров, платиновые свечи для улучшения характеристик зажигания с обедненной смесью и высокоэффективных воспламенителей. 

Варианты бедного горения четырехцилиндровых двигателей 1587cc 4A-FE и 1762cc 7A-FE имеют 2 впускных и 2 выпускных клапана на цилиндр. Toyota использует набор заслонок, чтобы ограничить поток в каждом втором впускном канале во время работы с разгоном. Это создает большое количество вихря в камере сгорания. Инжекторы устанавливаются в головке, а не как обычно, во впускном коллекторе. Коэффициент сжатия 9,5:1. Двигатель 3S-FSE,  1998cc представляет собой бензиновый двигатель с прямым впрыском топлива, также предназначенный для работы на обеднённых смесях. Коэффициент сжатия 10:1.

 

 

   В цилиндре №1 установлен датчик давления в камере сгорания (CPS), который позволяет контролировать устойчивость работы двигателя на режиме LB и осуществлять управление на этом режиме, сохраняя отклонения крутящего момента в допустимых границах. Так как CPS установлен только в одном цилиндре, то управление осуществляется с помощью датчика положения коленчатого вала в пределах одного цикла работы двигателя. 

   Между впускным коллектором и головкой блока цилиндров установлена система заслонок с пневматическим управлением (т.н. клапан IACV - клапан системы управления подачей воздуха).


Заслонки клапана приводятся разрежением, подаваемым к общему пневмоприводу с помощью электропневмоклапана по сигналу электронного блока управления в зависимости от степени открытия дроссельной заслонки и частоты вращения.

   Когда заслонка закрыта, воздух поступает через один из патрубков и частично через соседний через небольшое отверстие между ними, создавая завихрение на входе в цилиндр. Это способствует лучшему испарению топлива и и турбулизации смеси, обеспечивая возможность сгорания переобедненной смеси.