den Motortreiber wollte ich als einen PT1 Glied annähern
Ich kenne den betreffenden Motortreiber nicht, aber mir würde es nicht in den Sinn kommen, einem Motortreiber eine Zeitkonstante zu geben. Er hat sicherlich eine, aber die Zeitkonstanten des Motors sollten in aller Regel dominant sein.

Ohne Verbraucher am Ausgang des Motortreibers messe ich die maximale Spannung 15.4V egal welcher PWM Wert gegeben wird. Wenn ich als Verbraucher 20 kOhm Widerstand am Ausgang des Treibers anklemme messe ich ca. 4V. Wenn ich danach den Motor parallel anschliesse messe ich am Ausgang des Treibers ca. 0.3V bei 8bit PWM=10 (Motor dreht nicht)
Möglicherweise gibt es bei den Treibern eine Streuung der Leckströme. Oder es wird absichtlich ein kleiner Stromfluß bei abgeschaltetem Motor aufrecht erhalten um eine eventuelle Unterbrechung im Stromkreis zu erkennen. Du kannst dir ja mal das Datenblatt vom Treiber-IC durchlesen, vielleicht gibt es darin einen Hinweis. Damit könnte ich mir die hohe Spannung am unbelasteten Ausgang erklären (20kOhm sind wohl aus Sicht eines Motortreibers immer noch "unbelastet"). Die Praxisrelevanz dieser Erkenntnis für den Betrieb würde ich allerdings als eher gering einschätzen, das braucht man dicht in die Modellbildung aufnehmen. Praxisrelevanter wären Abschlusswiderstände, die im Bereich des ohmschen Widerstands des Motors bis etwa dem zehnfachen des ohmschen Widerstand des Motors liegen, hier zum Beispiel der Stromfluß als Funktion der PWM-Vorgabe.