Ich würde mit einer Schottky-Diode (nur 0,3...0,5V Spannungsabfall) einen 100...470µF Elko aufladen. Der Elko versorgt den Spannungsregler. Bricht die Spannung auf der 'Batterie-Seite' ein, dann kann sich der Elko nicht über die Motoren entladen, sondern versorgt den µC weiter.
Das sollte das gleiche sein.