Sachverhalt:
A.
A.A._ und B.A._ heirateten am xx.xx.2009. Sie haben die gemeinsame Tochter C.A._, geb. xx.xx.2011.
Rund ein Jahr nach der Geburt der Tochter entbrannte im Rahmen der Trennung der Eltern u.a. ein Streit über den persönlichen Verkehr zwischen Vater und Tochter. Das Bezirksgericht Zürich gewährte mit Eheschutzentscheid vom 21. März 2013 ein Besuchsrecht an jedem Mittwoch, 14.00-18.00 Uhr, und jedem Sonntag, 12.00-18.00 Uhr. Die Vergleichslösung der Parteien vor dem Obergericht des Kantons Zürich sah die gleiche Regelung bis Ende 2013 und ab dem Jahr 2014 ein Besuchsrecht vor an jedem Dienstag, 11.00-15.00 Uhr, an den geraden Sonntagen, 11.30-17.30 Uhr, und an den ungeraden Freitagen, 11.00-15.00 Uhr. In mehreren Entscheiden folgten verschiedene Ergänzungen und die Regelung einzelner Modalitäten wie Ankündigung und Kompensation ausgefallener Besuchstage.
B.
Seit dem 4. Juli 2014 stehen sich die Eltern im Scheidungsverfahren gegenüber, in dessen Rahmen die Mutter mit Gesuch um vorsorgliche Massnahmen verlangte, das Besuchsrecht festzusetzen auf Dienstag, 09.00-13.00 Uhr, und die ungeraden Freitage, 09.00-13.00 Uhr. In seiner Gesuchsantwort verlangte der Vater die alternierende Obhut (unter Auflistung der detaillierten alternierenden Betreuungszeiten) und eventualiter ein Besuchsrecht bis zum vollendeten 5. Altersjahr an jedem zweiten Wochenende von Samstag, 08.00 Uhr, bis Sonntag, 20.00 Uhr, jeden ersten und dritten Dienstag, 11.30 Uhr, bis Mittwoch, 08.00 Uhr, sowie drei Ferienwochen bzw. bis zum 6. Altersjahr an jedem zweiten Wochenende von Freitag, 17.00 Uhr, bis Montag, 08.00 Uhr, sowie sieben Ferienwochen bzw. ab dem 7. Altersjahr die alternierende Obhut im Sinn des Hauptantrags.
Mit Entscheid vom 4. Mai 2016 setzte das Bezirksgericht Zürich das Besuchsrecht fest auf jeden Dienstag, 09.00-13.00 Uhr, die geraden Sonntage, 11.30-17.30 Uhr, und die ungeraden Freitage, 09.00-13.00 Uhr.
Mit Urteil vom 21. Juli 2016 wies das Obergericht des Kantons Zürich die hiergegen erhobene, auf das erstinstanzliche Eventualbegehren beschränkte Berufung ab.
C.
Gegen dieses Urteil hat A.A._ am 26. August 2016 eine Beschwerde eingereicht, mit den Begehren um dessen Aufhebung und Rückweisung der Sache an das Obergericht, eventualiter um Festsetzung des Besuchsrechts gemäss den Anträgen im kantonalen Verfahren im Sinn einer Übergangslösung bis zur Einführung der alternierenden Obhut. Mit Präsidialverfügung vom 17. Januar 2017 wurde auf Gesuch des Vaters vom 16. Dezember 2016 und Stellungnahme der Mutter vom 16. Januar 2017 hin das Besuchsrecht für die Dauer des bundesgerichtlichen Verfahrens neu geregelt, weil sich die kantonale Regelung infolge Eintritts von C.A._ in den Kindergarten nicht mehr aufrecht erhalten liess. Am 20. Januar 2017 stellte die Mutter diesbezüglich ein Wiedererwägungsgesuch. Am 1. bzw. 13. Februar 2017 erfolgten diesbezüglich die Stellungnahme und die Replik. In der Sache selbst wurden keine Vernehmlassungen eingeholt, aber die kantonalen Akten beigezogen.

Erwägungen:
1.
Angefochten ist ein kantonal letztinstanzlicher Entscheid in einer nicht vermögensrechtlichen Zivilsache; die Beschwerde in Zivilsachen steht offen (Art. 72 Abs. 1, Art. 75 Abs. 1 und Art. 90 BGG). Weil es sich um vorsorgliche Massnahmen handelt, können nur verfassungsmässige Rechte als verletzt angerufen werden (<ref-law>). Hierfür gilt das strenge Rügeprinzip (<ref-law>). Das Bundesgericht prüft in diesem Fall nur klar und detailliert erhobene und, soweit möglich, belegte Rügen, während es auf ungenügend substanziierte Rügen und rein appellatorische Kritik am Sachverhalt nicht eintritt; ausserdem ist darzutun, inwiefern die Behebung der aufgezeigten Mängel für den Ausgang des Verfahrens entscheidend sein kann (<ref-ruling> E. 2.3 S. 266).
2.
Im kantonalen Massnahmeverfahren ging es um die Abänderung der im Rahmen des Eheschutzverfahrens im Jahr 2013 zwischen den Eltern vergleichsweise getroffenen Regelung des Besuchsrechts. Das Bezirksgericht befand, dass es dem Kind unter der aktuellen Regelung gut gehe und auch die Abwicklung der Besuche funktioniere, und es erwog, dass die Regelung nach wie vor altersadäquat sei und kein Anpassungsbedarf im Massnahmeverfahren bestehe. Der Vater machte berufungsweise geltend, nur weil es dem Kind gut gehe, dürfe nicht auf dem Status quo beharrt werden. Angesichts des fortschreitenden Alters des Kindes und mit Blick auf die Schulpflichtigkeit sei die Einräumung der Übernachtungsmöglichkeit und eines Ferienrechts geboten, zumal ausgedehnte Kontakte die Intensität der Vater-Tochter-Beziehung stärkten und nur Vorteile brächten.
Das Obergericht hat erwogen, die Interessen des Vaters dürften nicht mit denjenigen des Kindes verwechselt werden. Nach übereinstimmender Aussage beider Elternteile gehe es dem Kind unter der bestehenden Regelung gut. Eine Abänderung würde voraussetzen, dass die Regelung nicht mehr altersgerecht wäre, was zu verneinen sei. Im obergerichtlichen Entscheid vom 18. August 2015 sei die bestehende Regelung für das damals drei- bzw. knapp vierjährige Kind noch als "ausgedehntes Besuchsrecht" bezeichnet worden und das vorliegende Abänderungsbegehren sei nur wenige Monate später als vorsorgliche Massnahme im Rahmen des Scheidungsverfahrens gestellt worden. C.A._ sei immer noch ein sehr junges Kind und mit dem Kindergarteneintritt ergebe sich bereits eine grosse Veränderung, indem es an den betreffenden fünf Vormittagen nicht mehr bei der Mutter sei. Eine gleichzeitige Ausdehnung des Besuchsrechts würde dazu führen, dass es noch viel weniger Kontakt zu seiner bisherigen Hauptbetreuungsperson hätte. Es scheine verfehlt, dies im summarischen Verfahren durch Abänderung der bisher funktionierenden Regelung herbeizuführen. Insgesamt liege noch keine wesentliche Veränderung der Verhältnisse vor und sei eine Anpassung im Rahmen des Hauptverfahrens (oder wenn dieses wider Erwarten noch lange dauern sollte, im Rahmen einer Neubeurteilung der vorsorglichen Massnahmen) ins Auge zu fassen.
Der Behandlung der einzelnen Rügen (dazu E. 3-5) ist vorauszuschicken, dass auf kantonaler Ebene infolge des zwischenzeitlich erfolgten Kindergarteneintritts ohnehin eine dauerhafte Anpassung nötig sein wird, wie sie mit Präsidialverfügung vom 17. Januar 2017 für die Dauer des bundesgerichtlichen Verfahrens vorgenommen wurde. Dies ist aber nicht Gegenstand der vorliegenden Beschwerde. Deren zentrales Thema ist, dass das Obergericht dem Beschwerdeführer keine Wochenendbesuche zugestanden hat.
3.
Der Beschwerdeführer glaubt, im angefochtenen Entscheid in mannigfaltiger Hinsicht eine Verletzung der Begründungspflicht als Teilgehalt des rechtlichen Gehörs zu erkennen.
Die Begründung eines Entscheides muss so abgefasst sein, dass der Betroffene ihn gegebenenfalls sachgerecht anfechten kann. Dies ist nur möglich, wenn sowohl er wie auch die Rechtsmittelinstanz sich über die Tragweite des Entscheids ein Bild machen können. In diesem Sinn müssen wenigstens kurz die Überlegungen genannt werden, von denen sich die Behörde hat leiten lassen und auf welche sich ihr Entscheid stützt. Es ist jedoch nicht nötig, dass sich die Behörde mit jeder tatsächlichen Behauptung und mit jedem rechtlichen Einwand auseinandersetzt. Vielmehr kann sie sich auf die für den Entscheid wesentlichen Gesichtspunkte beschränken (<ref-ruling> E. 4.1 S. 88; <ref-ruling> E. 2.2 S. 84; <ref-ruling> E. 2.2 S. 183).
Diesen Begründungsanforderungen ist das Obergericht in jeder Hinsicht nachgekommen. Es hat sich mit den wesentlichen Einzelheiten des Falles auseinandergesetzt (vgl. die zusammenfassende Darstellung in E. 2) und der Beschwerdeführer war, wie seine fast 30-seitige Beschwerde zeigt, in der Lage, den obergerichtlichen Entscheid sachgerecht anzufechten (zu den einzelnen Rügen im Folgenden). Das rechtliche Gehör des Beschwerdeführers ist mithin nicht verletzt.
4.
An der Sache vorbei geht die Rüge, das Obergericht verletze die Rechtsweggarantie gemäss <ref-law>, indem es ihm die altersadäquate Anpassung der Besuchsrechtsregelung verweigere. Die Rechtsstreitigkeit wurde durch ein Gericht - sogar durch zwei kantonale Gerichtsinstanzen - beurteilt. Dass die Gerichte inhaltlich nicht im Sinn des Beschwerdeführers entschieden haben, hat nichts mit dem von <ref-law> garantierten Zugang zum Gericht zu tun.
Gleiches gilt für die Rüge, Art. 6 Abs. 1 EMRK sei verletzt, weil das Obergericht auf die Einholung einer Berufungsantwort verzichtet habe und deshalb voreingenommen gewesen sei. <ref-law> eröffnet diese Möglichkeit u.a. für offensichtlich unbegründete Berufungen. Wenn das Obergericht die Berufung als unbegründet ansah und sie deshalb nicht nur abwies, sondern bereits auf die Einholung einer Berufungsantwort verzichtete, ist dies ein Bestandteil der Sachbeurteilung, welche kein unfaires Verfahren bedeutet.
Die weiteren Konventionsrügen (Art. 8 Abs. 1 EMRK sowie Art. 9, 12 und 16 UN-KRK) gehen auf in der - vorliegend freilich nur bruchstückhaft erhobenen - Rüge der willkürlichen Anwendung der einschlägigen bundesrechtlichen Normen, weil sie jedenfalls im vorliegenden Fall keine Ansprüche gewähren, welche über die nationale Regelung hinausgehen: Der Beschwerdeführer hat mit seiner Tochter regelmässig Kontakt und weder Art. 8 EMRK noch Art. 9 oder 16 UN-KRK geben einen Anspruch, dass die Tochter im Rahmen des Besuchsrechts bei ihm übernachten kann. Sodann hat das Bundesgericht im Zusammenhang mit der betreffenden nationalen Gesetzgebung, aber auch unter Bezugnahme auf Art. 12 UN-KRK festgehalten, dass die Kinderanhörung, soweit sie als Beweismittel beantragt ist, ab dem vollendeten sechsten Altersjahr stattfinden kann (<ref-ruling> E. 1.2.3 S. 557). Weitergehende Ansprüche gewährt Art. 12 UN-KRK nicht; insbesondere ergibt sich daraus auch kein Anspruch auf Begutachtung des Kindes hinsichtlich der vom Beschwerdeführer gewünschten Ausdehnung des Besuchsrechts. Von wenig Einfühlungsvermögen zeugt, wenn der Beschwerdeführer in diesem Zusammenhang dem fünfjährigen Mädchen eine auf Ausdehnung des Besuchsrechts gerichtete Willensäusserung unterstellt, welche es gutachterlich oder durch Befragung abzuklären gelte und welche in seinen Augen entscheidtragend sein müsse (vgl. zum Alter, ab welchem Kinder zu formallogischen Denkoperationen bzw. autonomer Willensbildung und entsprechend zu direkt entscheidbeachtlichen Willensäusserungen fähig sind: <ref-ruling> E. 1.2.2 S. 556 f.; Urteile 5A_354/2015 vom 3. August 2015 E. 3.1; 5A_971/2015 vom 30. Juni 2016 E. 5.1; 5A_775/2016 vom 17. Januar 2017 E. 3.3). Es ist weder eine Verletzung von Art. 12 UN-KRK noch eine Verletzung des rechtlichen Gehörs ersichtlich.
5.
In der Sache selbst sieht der Beschwerdeführer Willkür im Umstand begründet, dass das Obergericht den Eintritt von C.A._ in den Kindergarten nicht zum Anlass genommen hat, vom Konzept einzelner Besuchstage auf ein Wochenendbesuchsrecht umzusteigen. Er verweist dabei auf seine Möglichkeit zu flexibler Arbeitszeitgestaltung, die Nähe der Haushalte, seine vorbildliche Ausübung des Besuchsrechts, seine intakte Familienstruktur und darauf, dass ihn seine zahlreichen Enkel ebenfalls wochenendweise besuchen würden.
Die Ausgestaltung des Besuchsrechts erfolgt in Anwendung von <ref-law>, der mit dem Wort "angemessen" auf das richterliche Ermessen im Einzelfall verweist (vgl. <ref-ruling> E. 5 S. 212). Vorliegend ist überdies zu beachten, dass die Kognition des Bundesgerichts auf Willkür beschränkt ist, weil eine vorsorgliche Massnahme angefochten ist (dazu E. 1). Nach ständiger bundesgerichtlicher Praxis liegt Willkür in der Rechtsanwendung nicht schon vor, wenn eine andere Lösung ebenfalls vertretbar erscheint oder sogar vorzuziehen wäre; sie ist erst gegeben, wenn ein Entscheid auf einem offensichtlichen Versehen beruht, mit der tatsächlichen Situation in klarem Widerspruch steht, eine Norm oder einen unumstrittenen Rechtsgrundsatz krass verletzt oder in stossender Weise dem Gerechtigkeitsgedanken zuwiderläuft (<ref-ruling> E. 4.3 S. 319; <ref-ruling> E. 6.1 S. 205; <ref-ruling> E. 2.1 S. 168; <ref-ruling> E. 1.2 S. 308 f.).
Im vorliegenden Fall geht es nicht um die Anwendung unumstrittener Rechtsgrundsätze, denn entgegen dem sinngemässen Vorbringen des Beschwerdeführers gibt es keinen verbindlichen Grundsatz, wonach ab dem Kindergarteneintritt das Besuchsrecht stets mit Übernachtungen verbunden sein müsste (vgl. SCHWENZER/COTTIER, Basler Kommentar, N. 14 zu <ref-law>); vielmehr geht es wie gesagt um Ermessensausübung im konkreten Einzelfall. Was diesen anbelangt, ist das Wochenendbesuchsrecht bei Kindern im Alter von C.A._ verbreitet und auch durchaus altersgerecht, insbesondere wenn beide Elternteile dies aktiv unterstützen und kooperationsbereit sind (vgl. zum Einfluss des elterlichen Einvernehmens auf das Besuchsrecht <ref-ruling> E. 4 S. 211). Ob davon angesichts des von den Elternteilen gleichermassen an den Tag gelegten prozessualen Verhaltens (ungewöhnlich viele Eingaben allein im Zusammenhang mit dem Besuchsrecht und Kampf selbst um halbe Stunden) die Rede sein kann, ist vorliegend nicht relevant (Rügeprinzip gemäss <ref-law> statt Rechtsanwendung von Amtes wegen nach <ref-law>), weil in den obergerichtlichen Erwägungen nicht thematisiert. Indes hat das Obergericht für den vorliegenden Einzelfall zum Ausgangspunkt genommen, dass es die Eltern selbst waren, welche mit gerichtlich genehmigtem Vergleich die in den Grundzügen heute noch bestehende Besuchsrechtsregelung - nämlich eine hohe Frequenz an tageweisen Besuchen - vereinbart haben. Obwohl im damaligen Zeitpunkt der Kindergarteneintritt von C.A._ ohne Weiteres voraussehbar war, haben die Eltern für den betreffenden Zeitpunkt keinen Übergang zu Wochenendbesuchen vorgesehen. Mit diesem zentralen Aspekt des vorliegenden Einzelfalles setzt sich der Beschwerdeführer entgegen seiner qualifizierten Substanziierungspflicht in Bezug auf Willkürrügen nicht auseinander.
Auch die weitere, an den genannten Ausgangspunkt knüpfende Erwägung des Obergerichtes, wonach sich ein Abweichen vom elterlich vereinbarten Grundsatz im heutigen Zeitpunkt und im Rahmen von vorsorglichen Massnahmen nicht aufdränge, sondern dies primär im Hauptverfahren zu prüfen sei, ist angesichts der konkreten Begründung durchaus sachlich und damit nicht willkürlich (das Kind befinde sich noch nicht in einem weit fortgeschrittenen Alter; die bisherige Regelung habe sich bewährt und sei für das Kind gut; gegenwärtig erfolge im Leben des Kindes bereits insofern eine Veränderung, als es mit dem Kindergarteneintritt zusätzlich zum bestehenden Besuchsrecht fünf Halbtage pro Woche ausserhalb des Haushaltes der hauptbetreuenden Mutter verbringe, und Folgerung, dass die Intensivierung des persönlichen Verkehrs zum Vater deshalb zeitlich etwas versetzt stattfinden sollte).
Es mag im Übrigen zutreffen, dass sich das Scheidungsverfahren in die Länge ziehen wird, könnte doch hierfür nebst der vom Beschwerdeführer vorgebrachten Begründung (umfangreiche Rechtsschriften inkl. Replik und Duplik von je dreistelliger Seitenzahl, Dutzende von Beweisanträgen in Bezug auf das Güterrecht und die Auflösung der Ehegattengesellschaft sowie erstinstanzliche Richterwechsel) auch das allein schon in Bezug auf das Besuchsrecht an den Tag gelegte prozessuale Verhalten der Parteien ein Fingerzeig sein. Indes lässt sich daraus keine Willkür in Bezug auf die Ansicht des Obergerichts ableiten, eine Anpassung der Besuchsrechtsregelung sei, soweit dannzumal angezeigt, im Rahmen des Scheidungsurteils vorzunehmen. Das Obergericht hat nämlich angefügt, dass eine solche Anpassung selbstverständlich auch mit einem weiteren Massnahmeentscheid erfolgen könne, soweit dies zum betreffenden Zeitpunkt tunlich wäre und sich das Scheidungsverfahren wider Erwarten in die Länge ziehen sollte.
Es bleibt damit bei der Frage, ob es schlechterdings unhaltbar und damit willkürlich ist, wenn eine Ausdehnung des persönlichen Verkehrs auf Wochenendbesuche nicht in ultimativer Weise jetzt und heute vorgenommen wurde. Dies ist nach dem vorstehend Gesagten nicht der Fall. Daran ändert weder die geringe Distanz der elterlichen Haushalte noch die Möglichkeit des Beschwerdeführers zu flexibler Gestaltung der Arbeitszeiten noch der Umstand etwas, dass ihm offenbar auch seine Enkel Besuche während des ganzen Wochenendes abstatten. Willkür lässt sich auch nicht mit dem Argument dartun, dass die Tochter C.A._ ihn aufgrund seines Alters von 68 Jahren unbedingt jetzt noch blühend, kraftvoll, kreativ und gesund in ausgedehnter Weise erleben müsse. Es besteht sehr häufiger persönlicher Verkehr, wenn auch in tageweiser Form, bei welchem die Tochter den Vater in den von ihm beschriebenen Eigenschaften wahrnehmen kann.
Insgesamt hält es vor dem Willkürverbot stand, wenn das Obergericht befunden hat, angesichts der entsprechenden Regelung durch die Eltern dränge sich eine Änderung im heutigen Zeitpunkt nicht auf.
6.
Zusammenfassend ergibt sich, dass die Beschwerde abzuweisen ist, soweit darauf eingetreten werden kann. Damit wird das mütterliche Wiedererwägungsgesuch vom 20. Januar 2017 im Zusammenhang mit der vorsorglichen Regelung des Besuchsrechts für die Dauer des bundesgerichtlichen Verfahrens gegenstandslos.
Die Kosten des Zwischenverfahrens (Gerichtskosten und Parteientschädigung) wurden zur Hauptsache geschlagen und sind im Rahmen des vorliegenden Entscheides entsprechend dessen Ausgang zu liquidieren (Art. 66 Abs. 1 und Art. 68 Abs. 2 BGG). Die Parteikostenentschädigung beschränkt sich auf das Zwischenverfahren, weil in der Sache selbst keine Vernehmlassungen eingeholt wurden.

Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.
Die Gerichtskosten von Fr. 2'000.-- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3.
Der Beschwerdeführer hat die Beschwerdegegnerin für das bundesgerichtliche Verfahren mit Fr. 1'000.-- zu entschädigen.
4.
Dieses Urteil wird den Parteien, dem Obergericht des Kantons Zürich, II. Zivilkammer, und dem Bezirksgericht Zürich, 3. Abteilung, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 7. März 2017
Im Namen der II. zivilrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: von Werdt
Der Gerichtsschreiber: Möckli