Ich würde das mit der Z-Diode bleiben lassen und zwischen Punkt 1 und 2 trotzdem einen 5V Spannungsregler einbauen.

Grund:
Der Vorwiderstand für die Z-Diode muß immer für minimale Eingangsspannung bei maximalem Strom berechnet werden.
An der Z-Diode wird bei geringerer Last und höherer Spannung der restliche Strom in Wärme umgesetzt.

Das bedeutet deine Schaltung zieht in etwa immer den gleichen Strom.
Mit einem zusätzlichen Spannungsregler wird nur die Leistung verheizt, die über dem Spannungsregler anfällt.

Eventuell wäre für dein Problem auch ein DC/DC Wandler geeignet, der bei 3...7 V Eingangsspannung stabile 5V am Ausgang macht.
Als Zuckerl kriegst Du dabei auch gleich eine galvanische Trennung mitgeliefert.
Ich hab jetzt auf die Schnelle kein passendes Objekt gefunden.
Guck mal bei www.reichelt.de unter SIM5-0505S rein, auch wenn dieser Wandler nur 10% Eingansspannungsänderung verträgt.