Entiendo tu proyecto... soy ingeniero mecánico, la verdad me parece genial la idea de usar sensores hall para controlar bobinas independientes, y si ya conseguiste que encienda estas en buen camino, ahora... por la parte de el avance de encendido me parece que no se puede hacer con el sistema que estas utilizando, puesto que para darte grados de avance el arduino debería conocer la posición exacta del cigueñal, para así mediante tablas calcular el momento oportuno para la chispa, esto te implica usar una rueda dentada con muchos dientes y un solo sensor hall (osea re diseñar completamente tu proyecto).
Lo que yo aria en tu caso es montar los sensores hall sobre un distribuidor que cuente que variador de avance por vació o centrifugo, eso seria una solución sencilla y viable, montas sobre el viejo distribuidor tus 4 sensores hall y listo...
Saludos