AssertSame.php

<?php 
class MyClass
{
  public function strToDate( $str )
  {
    return new \DateTime($str);
  }
  
}


class MyClassTest extends PHPUnit_Framework_TestCase
{
  
  public function testStrToDate()
  {
    $myClass = new \MyClass();
    
    $actual = '2013-04-16';
    $expected = new \DateTime('2013-04-16'); 
    
    //Pass
    $this->assertEquals($expected, $myClass->strToDate($actual));
    //Fails
    $this->assertSame($expected, $myClass->strToDate($actual));
  }
  
}

//Result
//PHPUnit 3.7.15 by Sebastian Bergmann.
//
//F
//
//Time: 0 seconds, Memory: 3.25Mb
//
//There was 1 failure:
//
//1) MyClassTest::testStrToDate
//Failed asserting that two variables reference the same object.
//
///var/www/teste.php:25
//
//FAILURES!
//Tests: 1, Assertions: 2, Failures: 1.

No manual do PHPUnit tem a seguinte citação ao usar assertSame com objetos:
"Reports an error identified by $message if the two variables $expected and $actual do not reference the same object."
Então ele não vai funcionar no teu caso. Caso você queira saber se é uma objeto DateTime é melhor tu usar o assertInstanceOf () ou caso seja para verificar se a data é a mesma converta as duas para um timestamp e compare com o assertEquals ( eu faria isso pelo menos )