Hast Du schon mal probiert, die Frequenz der PWM zu verringern?
Ich könnte mir vorstellen, daß durch Remanenz im Magnetweicheisen vom Ventil die Konstante "Arbeitspunkt" etwas unterschiedlich ist, je nachdem, ob man von links oder von rechts kommt. Damit könnte man den Hystereseeffekt den du schilderst, erlären. Einen ähnlichen Effekt gibt es auch bei Schrittmotoren, die anders positionieren, je nachdem ob man den Sollwert im Linkslauf oder im Rechtslauf anfährt.
Wenn du die Frequenz der Ansteuerung so niedrig legst, daß in der Magnetspule ein nennenswerter Wechselstromanteil bleibt, dann sollte der Hystereseeffekt eigentlich verschwinden.
Davon abgesehen: kann man den Weggeber als Hysteresequelle ausschließen?