Koncept Yaris Hybrid R vycházející z třídveřového provedení modelu využívá hybridní pohon kombinující výkonný zážehový motor 1,6 l GRE (Global Race Engine) se dvěma výkonnými elektromotory, které dohromady zajišťují „inteligentní“ pohon všech čtyř kol s využitím elektřiny.
Přední kola jsou poháněna přeplňovaným čtyřválcem 1,6 l o výkonu 300 k s přímým vstřikováním paliva, speciálně vyvinutým společností Toyota Motorsport GmbH (TMG) v souladu s pravidly Mezinárodní automobilové federace FIA pro globální motor GRE (Global Race Engine), jenž se má využívat v nejrůznějších disciplínách motoristického sportu. Každé ze zadních kol pohání samostatný elektromotor o výkonu 60 k – shodný s jednotkou, kterou používá standardní Yaris Hybrid.
Hybridní hnací ústrojí tak dohromady vykazuje celkový systémový výkon až 420 k. Dvojice elektromotorů při brzdění funguje jako generátor elektřiny, resp. při zrychlování pomáhá zážehovému motoru.
Vysokokapacitní kondenzátor
Podobně jako u závodního modelu TS030 HYBRID se energie zužitkovaná během brzdění ukládá do vysokokapacitního kondenzátoru. V porovnání se standardním akumulátorem typu NiMH se vysokokapacitní kondenzátor vyznačuje vyšší energetickou hustotou a schopností rychlého dobíjení a vybíjení. Dokonale se proto hodí ke sportovnímu nasazení na závodních tratích, kde se využije krátký a okamžitý nárůst výkonu. Úroveň výkonu nicméně závisí na požadované době trvání přísunu energie. V režimu jízdy po běžných silnicích uvolňuje kondenzátor energii rekuperovanou při brzdění po dobu až 10 sekund (na jedno nabití), přičemž celkový výkon dvojice elektromotorů je omezen na 40 k.
V režimu pro závodní okruhy dosahuje dvojice zadních elektromotorů celkového maximálního výkonu 120 k po dobu až 5 sekund (na jedno nabití), což odpovídá stylu jízdy s častějším brzděním a zrychlováním při pohybu na závodní trati.
Pokročilý systém řízení trakce
Třetí elektromotor o výkonu 60 k, umístěný mezi spalovacím motorem a šestistupňovou sekvenční převodovkou, funguje jako generátor energie, a to ve dvou situacích: během zpomalovaní, kdy dodává energii do vysokokapacitního kondenzátoru, resp. během akcelerace, kdy přímo dodává energii zadním elektromotorům. Druhý jmenovaný režim nastává pouze tehdy, když výkon a točivý moment motoru překračuje záběrové schopnosti předních kol. Generátor plní roli pokročilého systému řízení trakce, jenž přesměrovává točivý moment v podobě elektrické energie na zadní kola k posílení akcelerace a zlepšení ovladatelnosti namísto jednoduchého omezování výkonu motoru.
Směrování točivého momentu
Zadní elektromotory (pro každé kolo jeden) mají zásadní vliv na charakteristiku jízdního chování Yarisu Hybrid-R během průjezdu zatáčkami, neboť upravují rozdělování točivého momentu mezi levým a pravým zadním kolem. Každý motor může fungovat nezávisle jako generátor energie nebo elektromotor, čímž se dosahuje stejného účinku jako v případě inteligentního diferenciálu, jenž přesměrovává točivý moment. V závislosti na poloměru zatáčky může systém posílat vyšší točivý moment na vnější zadní kolo, čímž dovoluje dosahovat vyšší nájezdové rychlosti do zatáčky (středně rychlé zatáčky), aplikovat vyšší brzdnou sílu na vnitřní kolo (rychlé zatáčky), nebo dokonce nezávisle brzdit či zrychlovat každé z kol (pomalé zatáčky). Systém tak upravuje působení sil v zájmu optimální trajektorie průjezdu s menším úhlem natočení kol a omezením nedotáčivosti.